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借鉴海岛经验:矿场、工业设施和军事前线作战基地中可再生能源的转型

矿场、工业设施和军事前线作战基地有什么共同之处它们都位于偏远地区,需要稳定的电力供应。落基山研究所和碳作战室(Carbon War Room)最近发布了微电网案例集:可再生能源微电网:全球各地岛屿和偏远地区的电力系统档案。该案例集研究了世界各地10个曾完全依靠石油燃料发电,而如今已经发展大规模可再生能源发电的海岛或偏远地区微电网案例。这些地区现在已越来越依靠各种可再生能源发电和储能技术,并不断提高能源的使用效率。这些海岛不但降低了电网运营成本和对进口燃料的依赖,还建立了更加清洁的电力系统。这些地区在向可再生能源微电网的转型过程中所学到的很多经验对矿场、工业设施和军事前线作战基地有借鉴意义。

矿场中的可再生能源

与海岛和许多偏远地区相似,很多矿场都使用了不与任何配电网相连的微电网。矿场运行所需的所有电力必须依靠现场高效和稳定的发电设备。传统情况下矿场都是使用像柴油发电机组这种石油燃料进行发电,但矿场在利用可再生能源方面也具备极大的潜力。

位于加拿大北领地的戴维科钻石矿场就是这样一个例子。在2012年以前,作为该矿场唯一发电原料的柴油,必须通过卡车或飞机运送到该矿区。如今,该矿场安装了4台总装机容量为9.2 MW的风力发电机,可以满足矿场年用电量的11%。这些新安装的风力发电机意味着矿场每年可以减少75辆奔波在冬季结冰道路上的货车的柴油荷载。

被收录在可再生能源微电网案例集中的南极考察站莫森站,和戴维科矿场遇到过相似的安装难题。偏远的地理位置和寒冷的气候条件,对发电风机部件的运输和安装都有特别要求,此外还要保证发电机组安装后的正常运行和维护。这两个项目目前都已减少了对燃料运输的依赖,并利用当地风电完成了研究和矿场的运行任务。

落基山研究所和碳作战室(Carbon War Room)共同发起了一项名为矿场阳光的倡议,该倡议呼吁全球各地的矿场都积极研究类似的转型案例,尽可能利用当地资源和可再生能源微电网。

利用能效技术和可再生能源为工业设施提供可靠电力供应

许多工业设施会与大型电网系统相连,为了保证正常运转,这些设施对电力供应的可靠性和质量具有特别严格的要求。同样,为海岛或偏远地区居民和商业用户提供稳定的电力供应也需要高度稳定的电力系统。许多海岛都以旅游业为主要经济支柱,因此,保障游客享受稳定的照明和空调服务对旅游产业的稳定发展至关重要。

一些工业设施如今也开始像海岛和偏远地区那样寻求发展能效技术和可再生能源,并保障稳定的电力供应。德克萨斯州理查德森市的德州仪器(TI)工厂就是这样一个案例。该厂是第一个获得LEED认证的晶片制造工厂。该工厂在设计、施工以及使用阶段中,都尽力挖掘各种提高能效的机会。通过降低工厂运行系统的用能需求降低了整体电力需求。与此同时节约了大笔成本。

在可再生能源微电网案例集中,落基山研究所还收录了两个类似的能效案例:Marble Bar和Nullagine。这两个澳大利亚偏远村镇运用能效技术首先降低了总体用能需求,为使用更多可再生能源电力创造了有利条件。

可再生能源在军事前线作战基地节约燃料,挽救生命

前线作战基地是美国军方在其它国家为执行军事任务而建造的永久性或临时性基地。这类基地一般都不会与大型电网相连,所以它们需要依靠当地的发电资源供应电力。由于基地可能是临时性建筑,因此设备的方便运输非常重要。此外,军事微电网对电力的稳定性要求极高,基地电力设备的持续运行关系到众多军人的生命安全。尽可能降低对燃料的需求也非常关键,因为向前线作战基地运送燃料的成本高达每加仑400美元,而且相当危险。在2007年与伊拉克和阿富汗的战争中,平均每24次燃料护送任务就会造成一名士兵死亡

各种军事机构都在研究可用于前线作战基地的能效技术和可再生能源,从而在满足其用电需求的前提下降低对传统燃料的依赖,从而降低相关成本和风险。例如,美国海军陆战队意识到通过使用可再生能源缩减前线作战基地所需补给护卫队的数量的潜力。这不仅会让每个作战基地受益,还能够降低美军整体的石油消耗。要知道美国军方是世界上最大的能源和石油消费者。

可再生能源微电网案例集中所研究的许多区域都会遇到相似情况,即使用进口燃料发电的成本非常高。例如,在福克兰群岛,风力发电使该岛每年对发电用柴油的需求量降低了140万升。对于岛上的居民来说,节省燃料费用所带来的好处就是电费下降。而对于军事前线作战基地而言,减少对柴油燃料的依赖就意味着更少的燃料护卫队,不仅节约了成本,而且挽救了生命。

我们的案例集中收录的各种案例都证明,能源转型在全球各地,像矿场、工业设施和军事前线作战基地等设施都极具潜力。此外,落基山研究所和碳作战室团队研究的海岛项目正在为这些设施大量使用可再生能源设计方案,并将以洲为范围提供关于转型的研究细节。想要了解更多我们所研究的10个从化石能源向可再生能源微电网转型的案例,请下载我们近期出版的可再生能源微电网:全球各地岛屿和偏远地区电力档案。