丹麥,薩姆索,特拉內比約格——在冬天,北海凜冽刺骨的寒風似乎永不停歇地吹拂著這個丹麥小島,吹彎了草地,吹直了旗幟,並使巨大的風力渦輪機莊嚴地旋轉起來。這對薩姆索的 4000 名左右的居民來說是個好訊息,因為他們擁有 21 座渦輪機中的 20 座的股份,這些渦輪機要麼聳立在島上,要麼從連線波羅的海和北海的卡特加特海峽的近海水域升起。
有些人認為風力渦輪機是眼中釘,或者抱怨其旋轉葉片的嗡嗡聲,但該島可再生能源實驗的主要倡導者兼薩姆索能源學院院長索倫·赫爾曼森並不同意。“如果你擁有一臺風力渦輪機的股份,它看起來會更好,聽起來也更好,”他說。“它聽起來就像銀行裡的錢。”
陸上渦輪機高 50 米,葉片從一端到另一端延伸約 27 米。海上渦輪機甚至更大——高 63 米(不包括打入海浪下海底的尖樁),葉片長 40 米。據單個這樣的渦輪機估計,每年可產生約 800 萬千瓦時的電力,每臺渦輪機成本為 300 萬美元(陸上渦輪機更便宜,略高於 100 萬美元)。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來有關塑造當今世界的發現和想法的有影響力的故事。
借鑑丹麥合作社的傳統,這種傳統可以追溯到 150 年前,用於籌集資金以建造和運營屠宰場和其他社群設施,大約十分之一的“薩姆索人”至少擁有一臺渦輪機的股份,這會根據其產量和電價產生年度支票。這些渦輪機還使所有 4000 名居民能夠從可再生資源中產生的能源多於他們消耗的能源,從而在總體上消除他們的二氧化碳排放。
畢竟,據丹麥風力渦輪機制造商維斯塔斯風力系統公司政府關係主管邁克爾·扎林稱,一個大型的三兆瓦風力渦輪機透過替代化石燃料發電廠的排放,在其製造過程中——開採鐵、冶煉鋼鐵、運輸葉片等——排放的二氧化碳,在大約七個月的執行中就能“償還”。風力發電現在負責滿足薩姆索 100% 的電力需求,佔丹麥所有電力需求的 20%,並且已成為美國安裝的最大的單一型別的新發電方式。“風力發電不再是什麼替代品,”扎林指出。
但薩姆索——一個擁有 22 個村莊、面積是曼哈頓兩倍的島嶼——確實呈現了未來的另一種景象。“聽起來我們在這個島上做了些非凡的事情,”赫爾曼森在談到該島的居民時說,他們有效地從大氣中清除的二氧化碳多於他們排放的二氧化碳。(一個普通的丹麥人每年排放約 10 噸二氧化碳。)“我們只是普通人——也許有點天真,也許有點自私,也許很無聊——但這關係到我們如何讓我們的正常生活運轉起來。”
歷史教訓
薩姆索的實驗始於 1997 年,當時一位來自丹麥第二大城市奧胡斯的富有進取心的顧問奧萊·約翰遜說服了薩姆索市長(而且只有市長)參加一項全國性競賽,成為一個可再生能源島。“他認為他會帶著一個獨輪車去哥本哈根,然後像維京人一樣帶著錢回來,”赫爾曼森說。儘管丹麥政府在接下來的十年裡投資了近 9000 萬美元,但它也帶來了一些要求:採用丹麥生產的現成技術實現能源自給自足,加上當地配套資金的需求。“從那時起,我們就知道這是一個非常艱鉅的專案,”赫爾曼森說,他是一個失敗的農民,後來成為該專案的第一個僱員。
甚至決定設立這樣一個島嶼也源於丹麥的一小段歷史;在 1985 年,丹麥基本上放棄了長期以來建造核電站的計劃,轉而專注於開發可再生能源,特別是風力發電,同時維持其化石燃料發電廠的執行。該國隨後在 20 世紀 90 年代作為《京都議定書》的一部分,承諾將排放量削減到 1990 年水平的 21% 以下。
由於這些決定,發生了三件事:維斯塔斯、博納斯和丹麥風力渦輪機制造商開始在全球範圍內引領其行業;高額的化石燃料稅為可再生能源開發創造了慷慨的政府補貼;薩姆索實現了可持續發展——自 2005 年以來每年都首次實現了生產的能源多於消耗的能源。“化石燃料消費者實際上是在為綠色發展買單,”赫爾曼森指出。
考慮到薩姆索人在開始這一過程時,用石油加熱房屋,從尤特蘭半島電網透過海底輸電線路進口燃煤發電,並且普遍過著我們都熟知和喜愛的二氧化碳密集型生活方式——對改變毫無興趣,這是一個更加顯著的成就。
赫爾曼森的工作就是改變這種態度,他透過免費咖啡、蘋果汁,也許最重要的是免費啤酒引發的公眾討論做到了這一點。他還使用了詭計,包括透過輪流告訴每個鐵匠島上的其他鐵匠已經同意參加,來羞辱鐵匠們參加可持續供暖安裝培訓。“那不是真的,”他承認。但是鐵匠是“聰明人”。他要安裝它,他要維護它。如果他建議你不要買它,你就不會買。”
起初,島上的居民,大部分是農民,並不買賬——第一次會議只來了 50 人。畢竟,薩姆索幾乎被三個方向(東、西和南)的燃煤發電廠包圍,這些發電廠生產廉價電力。但是,一家屠宰場的關閉導致 100 名薩姆索人失業,再加上經濟角度——該島上的可再生能源專案在過去 10 年中平均每年創造 30 個新工作崗位——最終說服了足夠多的人簽署合同並開始該專案。
僅僅四年後,在海上就有 10 座 2.3 兆瓦的博納斯風力渦輪機,這是一個更大的專案中 120 座海上渦輪機的測試安裝。由於在島上大部分房屋中增加了用報紙製成的絕緣材料,並將舊的燃油鍋爐更換為高效的木材爐、太陽能熱水和其他裝置,化石燃料的使用量減少了一半。幾年後,一旦所有 21 座渦輪機上線,該島每年生產 2600 萬千瓦時的電力供居民使用,並開始每年出口約 8000 萬千瓦時的電力(使他們能夠提出100% 可再生能源的主張,並由於可再生能源供應的額外付款和公用事業公司依法必須與風力發電生產商簽訂的 10 年合同,每年獲得超過 800 萬美元的收入)。僅一位農民約根·特蘭伯格,他完全擁有一臺渦輪機,每天就能賺到 4000 美元。
現在,島上到處都是用於家庭的小型渦輪機,包括至少十幾臺在狹窄的城鎮街道上突出或矗立在島嶼連綿起伏的山坡上的農舍旁邊,那裡種植著從土豆和草莓到南瓜和聖誕樹的一切作物。由於額外的收入,農民們欣然接受了這種變化,而埃裡克·科克·安德森更進一步,實際上種植了油菜籽用於制油,將其加工成生物柴油,並用它來為自己的汽車和拖拉機提供動力——剩餘的飼料喂他的牛。“他就像那裡的石油酋長,”赫爾曼森說。
退休的學校校長克里斯蒂安·霍夫曼在其屋頂上安裝了 16 塊太陽能電池板,靈感來自他曾經收到的一臺太陽能袖珍計算器。“如果他消耗的能源多於他生產的能源,他就會到處拔掉插頭,而他可憐的妻子則坐在黑暗中,”赫爾曼森說。“這對他來說就像一場遊戲。”
事實上,這是丹麥度假島嶼上的可再生能源熱潮——每年夏天有大約 50 萬丹麥和歐洲家庭訪問薩姆索。“當然,他們被計入總能源消耗中,”赫爾曼森說。此外,1100 人投資了其中一臺海上渦輪機,使其成為“我們創造的最明顯的旅遊陷阱之一,”赫爾曼森指出。每週前往海上渦輪機 7 號的船票大約為每張 30 美元。
在整個島嶼上,你可能會感覺到彷彿有一個勤勞而殷勤的未來僕人跟在你身後,在你經過時開啟和關閉燈,從可再生資源中提供熱水和熱量。事實上,薩姆索本身每年都在以幾毫米的速度從海中升起,從冰河時代反彈,就像它似乎正在引領石油時代替代品的興起一樣。
現實的看法
當然,薩姆索的風並不總是吹,儘管從其中一臺 50 米的風力渦輪機的頂端感覺如此。渦輪機內部的六層樓梯會將人帶到渦輪機房,在那裡,按下按鈕即可開啟艙口蓋,讓人窺視海洋中的海上渦輪機,以及海峽對岸的 DONG Energy 燃煤發電廠冒出的滾滾蒸汽——當渦輪機不發電時,同樣的設施有助於維持薩姆索的照明。有時這種情況是因為風力減弱,有時是因為 21 座渦輪機中的每一座輪流面臨維護問題,例如它們每分鐘 1500 轉引起的變速箱過熱。事實上,正是這樣一個故障阻止了這臺渦輪機的旋轉,才使它可以被攀爬;更換一個變速箱的成本約為 150000 美元。
但薩姆索島還擁有另一種豐富的資源:小麥或黑麥的秸稈。幾個世紀以來,居民們一直將其用作牛、山羊甚至毛茸茸的馬的墊料,但現在也將其燃燒用於供暖和熱水,這是取代舊燃油鍋爐的區域供熱計劃的一部分。在巴倫-布倫德比工廠,穀倉貓在半噸重的草捆附近玩耍——每個草捆的供熱量相當於大約一桶石油,有助於將水燒開,並透過地下管道輸送到附近的 260 戶房屋。
島上有四個這樣的燃草供熱裝置,其中最北部的一個使用木屑和太陽能電池板,為風景如畫的“傳統”茅草屋頂丹麥村莊供暖和熱水,包括每年夏天可以每天淋浴多達三次的遊客。
而農場主/風力渦輪機大亨特蘭伯格更進一步,安裝了一個熱泵,字面上是從他奶牛的牛奶中收集熱量,並用它來加熱他的浴室淋浴。
儘管如此,卡特加特海峽對面的那個燃煤發電廠在一個月內排放的二氧化碳量,就相當於薩姆索島一年節省的二氧化碳量。美國或中國效率較低的發電廠排放的二氧化碳速度甚至更快——僅在美國就有476 個燃煤發電廠。
該島也有過一些失敗的嘗試,包括電動汽車和一個本應將動物糞便瀉湖轉化為燃料的生物消化器。赫爾曼森仍然駕駛著一輛帶有鎘鉛電池的藍色和白色雪鐵龍電動汽車在島上晃盪。“我可能會以清潔的方式駕駛,但產品不是那麼好,”他指出,並補充說,汽車的大部分時間都花在修理廠裡。
此外,儘管薩姆索島盡最大努力使其所有技術都以本國為基礎,但其渦輪機制造商 Bonus 現在已成為德國工業巨頭西門子的一部分——而且該島的人口繼續減少,從十年前的 4,500 人減少到今天的 4,000 人。“我 16 歲的兒子認為這裡很死氣沉沉,住在哥本哈根,”赫爾曼森說。“為了島嶼的生存,我們需要更多的工作和更好的當地經濟。”
赫爾曼森和其他薩姆索人現在夢想著在該島上建造一家碳中和酒店,配備一支電動汽車車隊。在可能建造酒店的空地上,就在海灘的馬路對面,正在努力測試是否可以將當地風力渦輪機在夜間(電費較低時)產生的電力,透過電解有效地轉化為氫氣,然後在白天電費較高時再將其轉化為電力出售。一個測試電解器位於一個改造後的棚子裡,正忙著將島上最小的風力渦輪機的電力轉化為宇宙中最輕的元素。
如果沒有電動汽車或安徒生的生物柴油,薩姆索人就找不到替代該島渡輪、卡車、拖拉機和汽車所消耗的化石燃料的方法——僅渡輪每天就消耗 9,000 升柴油,並且是該島通往大陸的唯一交通工具——或者赫爾曼森每年為了傳播可再生能源福音而進行的前往上海和其他地方的航班。“我擁有一臺風力渦輪機的股份,家裡有燃木爐和屋頂上的太陽能電池板,所以我的情況還不錯,”他說。但這“不足以抵消他的旅行並實現碳中和。”
事實上,薩姆索人所能做的最好的事情就是安裝 10 臺海上風力渦輪機,以抵消其交通運輸產生的持續二氧化碳排放。“這表明交通運輸部門脫碳有多麼困難,”英國運輸研究圖書館高階經濟和政策顧問 Ko Sakamoto 說。“行為改變比技術改變更難實現。”
當然,即使未來過渡到電動汽車也會產生一個重大影響:電力消耗增加。這是薩姆索人沒有改變他們行為的一個領域——儘管進行了節約努力,但在整個實驗過程中,由於電暖器、計算機以及幾乎每個視窗都能看到的巨大的平板電視的影響,消費量保持不變。在聖誕節期間,裝飾燈飾包裹著房屋和樹木。正如薩姆索人在其專案十年總結中所寫的那樣,電力消耗“在 1997 年至 2005 年期間沒有變化。原因是,儘管在能源使用方面有所節約和更好的做法,但家庭擁有更多的家用裝置。”
即使經過多年的會議和挨家挨戶的走訪,電力消耗仍然保持不變,而且鑑於各種小工具的普及,赫爾曼森似乎也對此感到無奈。此外,為了說服僅僅 4,000 名丹麥人致力於可再生能源,需要所有這些旅行——以及參與式民主和公共資產的強大文化傳統。9000 萬美元的投資也沒有壞處。“我們的人均投資很高,”赫爾曼森說。
正在進行的會議讓赫爾曼森想起了哥本哈根氣候大會。在那裡,代表地球上約 67 億人口的僅僅 40,000 人,在 12 月試圖敲定一項協議,內容包括必須限制多少溫室氣體以及誰應該為這種改變買單。也許可以預見的是,與薩姆索島的會議相比,這一過程產生了喜憂參半的結果。“我們可以坐下來與少數人交談,比我們在大型會議上獲得更多的共識,”赫爾曼森認為。“哥本哈根的氣候會議很難提出有用的東西,因為他們互不瞭解……自從我們開始這些 COP [締約方會議] 以來,情況只會越來越糟。”
儘管如此,今年全世界將使用超過 400 萬億英制熱單位的化石燃料能源,這增加了人類二氧化碳排放量的大部分,目前每年總計約 300 億噸。能源消耗量每年增長約 2%,儘管經濟大衰退改變了這種前景。“透過經濟衰退,你們獲得了一些節省,”國際能源機構副執行主任理查德·瓊斯說。“但衰退不是解決氣候變化的好方法。”
由於所有這些增長,大氣中二氧化碳的濃度每年上升約 2 ppm,達到387 ppm 並且仍在攀升。薩姆索島不再增加那麼多了。可再生能源島的例子可能不是全部的解決方案,但它肯定比問題少得多。