地球之友｜洪蔼诚博士

人类利用风能的历史由来已久。例如，我们借助风帆让船只远航，驱动风车磨谷物或抽水。如今，风能主要用于发电，并已成为清洁电力的重要来源，而中国在这场全球竞赛中处于领先地位。仅在2024年，中国就安装了近80GW的风力发电设备，风电目前约占全国电力供应约9%。发展势头并未减弱，去年10月，中国风电产业宣布计划在未来五年内每年新增至少120GW的风力发电机，使中国在2030年前实现1,300GW的风电装机容量。

沿海地区风能丰富但难利用

中国沿海地区的风能资源特别丰富，台风季节从五月持续到十月。一座离岸风电场在其生命周期内，预计平均会经历约100次台风。在气候变化的影响下，台风变得更强、更持久，因为它们从更温暖的海水中获取了更多能量。例如，香港去年经历了破纪录的台风数量，其中超强台风“桦加沙”以每小时220公里的最大持续风速掠过香港。

利用这种原始能源的一大障碍在于风本身。虽然强风看似有利于风力发电，但过高的风速会造成机械压力，导致组件加速磨损。更严重的是，强风甚至可能将叶片吹弯至撞击塔架，给风电场营运商带来巨大的经济损失。

改进风力发电机设计是关键

设计能够抵御强风并有效利用其能量的风力发电机是成功的关键。例如，可以应用机器学习来优化风力发电机的偏航角，以在正常情况下达到最大化输出，同时在台风期间减少压力。此外，变桨控制系统可以透过调整叶片角度来减少风阻并降低转子转速。

另一种选择是下风式风力发电机，其叶片安装在塔架的后方而非前方。这种设计的一大优点是无需使用厚实坚硬的叶片来防止撞击塔架。然而，下风式风力发电机也存在问题，例如塔架引发的湍流会增加叶片所承受的压力。

风能技术进步迅猛

先进的天气预报、预测性维护，以及易于维修的模组化组件，都是提升风电场韧性的其他有效方法。与几十年前相比，风能技术已取得显著进步。现代风力发电机不仅更高、更先进，还能捕获更多能量。2006年在南丫岛投入使用的风力发电机功率为800kW，而现代陆上风力发电机的平均功率约为5MW，离岸风力发电机则接近10MW。

风能仍然是仅次于水力发电的第二大可再生能源，在淘汰化石燃料和推动全球实现净零排放方面发挥着至关重要的作用。

作者洪蔼诚博士是香港地球之友首席政策研究员。

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