地球之友｜洪藹誠博士

人類利用風能的歷史由來已久。例如，我們藉助風帆讓船隻遠航，驅動風車磨穀物或抽水。如今，風能主要用於發電，並已成為清潔電力的重要來源，而中國在這場全球競賽中處於領先地位。僅在2024年，中國就安裝了近80GW的風力發電設備，風電目前約佔全國電力供應約9%。發展勢頭並未減弱，去年10月，中國風電產業宣布計劃在未來五年內每年新增至少120GW的風力發電機，使中國在2030年前實現1,300GW的風電裝機容量。

沿海地區風能豐富但難利用

中國沿海地區的風能資源特別豐富，颱風季節從五月持續到十月。一座離岸風電場在其生命周期內，預計平均會經歷約100次颱風。在氣候變化的影響下，颱風變得更強、更持久，因為它們從更溫暖的海水中獲取了更多能量。例如，香港去年經歷了破紀錄的颱風數量，其中超強颱風「樺加沙」以每小時220公里的最大持續風速掠過香港。

利用這種原始能源的一大障礙在於風本身。雖然強風看似有利於風力發電，但過高的風速會造成機械壓力，導致組件加速磨損。更嚴重的是，強風甚至可能將葉片吹彎至撞擊塔架，給風電場營運商帶來巨大的經濟損失。

改進風力發電機設計是關鍵

設計能夠抵禦強風並有效利用其能量的風力發電機是成功的關鍵。例如，可以應用機器學習來優化風力發電機的偏航角，以在正常情況下達到最大化輸出，同時在颱風期間減少壓力。此外，變槳控制系統可以透過調整葉片角度來減少風阻並降低轉子轉速。

另一種選擇是下風式風力發電機，其葉片安裝在塔架的後方而非前方。這種設計的一大優點是無需使用厚實堅硬的葉片來防止撞擊塔架。然而，下風式風力發電機也存在問題，例如塔架引發的湍流會增加葉片所承受的壓力。

風能技術進步迅猛

先進的天氣預報、預測性維護，以及易於維修的模組化組件，都是提升風電場韌性的其他有效方法。與幾十年前相比，風能技術已取得顯著進步。現代風力發電機不僅更高、更先進，還能捕獲更多能量。2006年在南丫島投入使用的風力發電機功率為800kW，而現代陸上風力發電機的平均功率約為5MW，離岸風力發電機則接近10MW。

風能仍然是僅次於水力發電的第二大可再生能源，在淘汰化石燃料和推動全球實現淨零排放方面發揮着至關重要的作用。

作者洪藹誠博士是香港地球之友首席政策研究員。

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