風力渦輪機是一種理想的發電設施——前提是必須要有風。或許我們真正需要的是一種能夠產生風的方法,以此來推動這種風力渦輪不斷轉動。
盡管足不出戶的物理學家和永動機懷疑者,都質疑這樣一個大型項目是否真的有意義,但總部位于馬里蘭的Solar Wind Energy仍在努力探索這樣一種替代能源模式。
該公司設計的“下降氣流塔”(Downdraft Tower)非常簡單,首先在炎熱、干燥的地方建造一個矩形空心圓柱塔,高度超過2200英尺,直徑超過1200英尺。(大約比全球最高的迪拜哈利法塔低了500英尺。)然后將水抽到頂部,向里噴入霧氣。這些霧氣會冷卻上升的熱氣流,加大重量后使之在塔內向下流動,從而創造出時速50英里的人造風,推動安裝在塔底的渦輪轉動。
這個設想其實是模擬了強對流風暴中將樹木夷為平地的微爆氣流,但它非但不會對地面構成破壞,反而能夠發電。
你是否愿意在自己的鎮上建造這樣一座發電塔?亞利桑那州的圣路易斯市陽光明媚,那里的市長就很喜歡這個創意,所以Solar Wind Energy正在征求當地居民的同意,希望在2018年將這個耗資15億美元的項目付諸實踐。它目前的選址原本是一處柑橘園。
這樣的項目能夠實現多大的發電量?雖然該公司號稱經過優化后可以每小時發電2500兆瓦時,但有三分之一的電量需要用來驅動水泵,所以比較現實的全年平均可銷售發電量大約是每小時435兆瓦時。Solar Wind Energy的高管表示,這一發電量大約與胡佛水壩相同,但懷疑者認為實際結果未必如此樂觀。
其中一大爭論焦點是風速:下降的氣流是否會在塔內遭遇阻力,迫使其降低速度,因而無法產生足夠的風速來推動渦輪正常工作?
該公司表示,類似發電規模的太陽能或風力電站所需的土地面積大約要擴大30至300倍,建造成本也要高出4倍,實際可用年限反而會減半。Solar Wind Energy表示,這座人工發電塔還有一個重要優點:它能全天24小時運行,全年不停。只是目前還不清楚,如果是在溫度較低的夜間,其發電量會有多大程度的衰減。
另外,具體需要多少水?水源從何而來(圣路易斯的項目可能從40英里外的科特斯海取水)?需要用多少電才能將水抽到半英里高的塔頂?有多少水可以重復利用(該公司號稱能達到75%)?該公司現在只肯透露,其耗水量僅為原先的柑橘園的一半。
批評人士還提出了另外一個疑問:如果采用更簡單的設計,不使用大量的水,直接借助上升的熱氣流來推動塔頂的渦輪轉動,是否會更加可行?
單純從理論層面來看,“下降氣流塔”是個龐然大物,思路很新穎,模式也很清潔,不會帶來污染。但要在短短三年內建成這樣一個龐然大物,的確要面臨不小的挑戰。