爱尔兰伟大的电网稳定器

爱尔兰发现自己处于与其他国家类似的情况，这些国家现在正在寻求推进渐进的气候行动目标并逐步淘汰煤炭，同时提供廉价能源并限制对其他国家的依赖。

这就是世界能源理事会在2015年提出的“能源三难困境”：我们如何平衡能源系统的安全性、可负担性和可持续性？幸运的是，爱尔兰在其海岸附近拥有大量的可再生能源——风能，而且足以为他们的国家供电数倍。

但有一个问题。

“把你的电网想象成一条高速公路，”凯蒂·沃尔说。“使用传统的发电方式，你不会从高速公路上掉下来。但是，放弃这些形式，转而支持可再生能源，突然间你的电网就像走钢丝一样。在某个时候你会失去平衡，对吧？你需要一个安全网。

我和沃尔一起站在Moneypoint发电站前的草丘上，该发电站由爱尔兰最重要的能源公司电力供应委员会（ESB）运营，位于爱尔兰中西部海岸。风力涡轮机的巨大叶片在我们头顶上沉重地转动，香农河近在咫尺。

Wall 是 ESB 的首席工程师，他迈出了一个名为“Green Atlantic @ Moneypoint”的富有远见的数十年项目的第一步，该项目将从根本上将该站转变为该国第一个绿色能源生产中心。

Moneypoint将成为漂浮式风力涡轮机的建造和组装中心，从1,500兆瓦的漂浮式海上风电场（足以为160万户家庭供电）开始，  它将被改造成一个能够生产、储存和提供无碳绿色氢气发电的电站。 

“我们看到了一个明显的机会，将Moneypoint从电力系统的基石转变为ESB和爱尔兰可再生能源未来的基石，”ESB发电和交易执行董事Jim Dollard在都柏林的家庭办公室进行视频通话时说。“我们一直非常开放地表示我们将停止燃烧煤炭，但我们希望看到这个地点被重新利用。这是一个很棒的网站。这是一个很大的网站。它有一个深水港和重要的电力基础设施。它非常适合。因此，我们看到了Moneypoint的未来。这只是一个不同的未来。这构成了我们去年决定将该站转变为绿色能源中心的基础。

然而，关键的第一步是安装同步冷凝器，以便在燃煤涡轮机最终关闭后，该电站能够继续提供必要的电网稳定性。它是沃尔走钢丝类比中的安全网，提供与燃煤轮机或燃气轮机相同的旋转质量、惯性和短路功率，并吸收无功功率来调节电压。

“风力涡轮机不像蒸汽轮机或燃气轮机那样直接连接到电网，”西门子能源爱尔兰公司董事总经理 Nick O'Mahony 说。“这意味着将电网频率保持在正常变化范围内更加困难。因此，简单来说，电网上缺乏惯性会影响电网频率。如果频率失控，系统的一部分必须关闭，这反过来又会给网络的其余部分带来严重的压力，从而导致停电。目前，爱尔兰的电网从传统工厂获得惯性。同步冷凝器提供了一种低碳替代方案，在可再生能源高企的时候，这将对爱尔兰电网非常有利。

同步冷凝器已经安装完毕，并处于Moneypoint调试的最后阶段，包括世界上最大的飞轮，可能是爱尔兰实现其气候目标所需的六台左右冷凝器中的第一台。

_{2022 年 2 月，爱尔兰创下了新的风力发电记录，风力发电占该国电力的 53%。但O'Mahony说，该国有更大的野心，需要更多像Moneypoint那样的同步冷凝器。}

“通过增加飞轮，”O'Mahony 说，“我们提高了 Moneypoint 同步冷凝器解决方案的惯性能力。实际上，以这种方式提供给电网的惯性越大，可以连接的可再生能源就越多。这反过来又意味着更少的二氧化碳 _{，从而减少}对地球的破坏——而且它只使用了使用传统工厂所需能源的一小部分。

“飞轮和同步冷凝器的惯性为4,000兆瓦秒，”沃尔说。“那么，这到底是什么？这是一个重达 130 多吨的飞轮和一个重达 66 吨的转子的同步冷凝器——一个巨大的重量以 3,000 rpm 的速度旋转，充当稳定器，使我们能够将更多的风力发电连接到电网。

像冷凝器和飞轮这样重的东西的交付和安装背后的物流显然是复杂的。“同步冷凝器在爱尔福特制造，飞轮在德国米尔海姆制造，”西门子能源爱尔兰运营总监 Alan Cronin 说。“转子锻件在意大利制造，然后运往德国进行精加工。但由于它超过了当地铁路的法定运输重量，它只允许在周日运输，直到它到达瑞士的渡轮港口。

飞轮从米尔海姆用驳船运，冷凝器机从埃尔福特通过公路和驳船运到鹿特丹。“总而言之，”克罗宁说，“这花了大约两周的时间，然后他们一起被船运到爱尔兰福恩斯的一个港口，转移到一艘平顶驳船上，然后拖到Moneypoint发电站。

Tim Riordan 说：“在码头卸货在很大程度上取决于潮汐和天气，这意味着我们有一个非常短的窗口来建造码头的'床垫'，供驳船休息和卸货过程。

Riordan 是住在香农河另一边的当地人，拥有多年为西门子能源在世界各地建造发电厂的经验，作为现场项目经理，他负责同步冷凝器的整体交付和安装。“通常，调试同步冷凝器大约需要五个月的时间，”他说，“但这个项目需要减少安装。实际上，只有拥有西门子能源专业知识和经验的公司才能成功实现这一目标。

Riordan 在 ESB 的同行、项目经理 Mark Scully 对此表示赞同：“我们之所以选择西门子能源，是因为他们在提供电网稳定解决方案方面有着良好的记录，并且能够满足非常具有挑战性的项目时间表。

现在是九月初。席卷欧洲的热浪终于爆发了，乌云滚滚而来。如果气候变化得不到控制，爱尔兰可能会出现更多的热浪——更多的热浪、更多的风暴、海岸侵蚀、河流和沿海洪水、农作物缺水、海水温度上升。

尼克·奥马霍尼（Nick O'Mahony）和我沿着爱尔兰壮观的海岸路线（被称为狂野大西洋之路）走在悬崖上。这里的风很大，鸟儿在原地翱翔，悬崖顶上的长草看起来梳得很平。

“在西海岸，”奥马霍尼说，“我们吹风的日子比欧洲其他任何地方都多。

这到底是多少能量？在我们的谈话中，吉姆·多拉德（Jim Dollard）提出了一个数字：“一些报道说爱尔兰西海岸有50到60吉瓦的电力。其他人则建议 120 吉瓦。爱尔兰的全国峰值是 7 吉瓦。因此，即使在最低的风力预测下，50或60吉瓦也是一个巨大的数量，为爱尔兰提供了发展能源独立的机会。

_{ESB 首席工程师 Katie Wall 说，如果没有传统的发电形式提供电网稳定性，“你需要一个安全网。}

一旦冷凝器投入使用，ESB的Green Atlantic @ Moneypoint项目的第二步是开发一个陆上枢纽，以建造1.5吉瓦的海上风电场，这些风电场可以利用风力，使现在的煤场成为公司可以组装和发射浮动风力涡轮机的场所。

在这一点上，Green Atlantic @ Moneypoint将把足够的风力发电带入电网，为爱尔兰一半以上的家庭提供电力，但ESB计划将他们的愿景更进一步。

该项目的最后一步是开发一个电解槽工厂，将风能转化为无碳的绿色氢气。然后，这些氢气可以长期储存，通过卡车、轮船或管道运输，并在具有氢气功能的涡轮机中燃烧以发电。

“将风能转化为绿色氢气可以使爱尔兰在合理的时间范围内实现能源独立，”多拉德说。“我们已经确定了爱尔兰沿海的三个地点作为爱尔兰沿海绿色储氢能力的发展区域。爱尔兰可以拥有大量的大规模储存，确保供应安全，甚至允许该国成为能源净出口国。

当然，爱尔兰并不是唯一一个拥有高风能容量的国家。中国、美国、印度，甚至德国和西班牙都可能在未来几十年内通过同步调相机、可再生能源集成和电解槽工厂的类似组合取得长足进步。与此同时，该项目使Moneypoint发电站再次成为爱尔兰电力的基石。

_{将绿色氢气带到香农河口上岸：“十年后，我们将把 Moneypoint 发电站转变为一个繁华的绿色能源中心，”ESB 的灵活技术、存储和再生经理 Sean Hegarty 说。}

“这只是我们在香农河口进行的几项投资中的第一笔，”Moneypoint 的前工厂经理、现任 ESB 的灵活技术、存储和再生经理 Sean Hegarty 说。“我们正在谈论的计划和发展将在建设期间创造数千个就业机会，并为当地带来数百个高质量的永久性'绿色'工作岗位。

赫加蒂今天从恩尼斯下来了。当他在车站走来走去时，人们会呼唤他并握手，尽管几乎不可能区分任何戴着头盔、安全眼镜和亮黄色夹克的人。当我们在去看河的路上经过冷凝器时，他说：“你能相信几个月前我们还在这个地方修剪草坪吗？我们重新构想了 Moneypoint，但它是该网站近 40 年来为该国提供的服务的延续。

当我们在远处观看香农和风力涡轮机时，赫加蒂提醒我，大约100年前，Ardnacrusha（一个距离这里仅一小时车程的村庄）的香农水力发电计划的发展成为爱尔兰社会、经济和工业发展的催化剂。

“当时，Ardnacrusha是世界上最大的水力发电计划，最终被胡佛大坝取代。这是一个大规模的工程，它为ESB交付的许多其他同样大胆和雄心勃勃的项目奠定了基础。提出这个想法的年轻工程师，一个叫 Thomas McLaughlin 的人，是 ESB 的第一任总经理 -- 他在柏林的西门子工作时得到了这个想法！

那天晚上，我读了麦克劳克林的文章，这个故事变得更加有趣。爱尔兰自由邦成立于 1922 年，当时脱离英国并结束了为期三年的独立战争。麦克劳克林当时大约26岁，一个年轻人，用他自己的话说，“没有一个真诚的学生能经历整个强烈的民族热情时期，而没有感到竭尽全力协助国家重建的热情。

麦克劳克林在德国和西门子获得的所有经验都转向了他如何帮助他的国家发展。“我在国外看到的一切，我读到的一切，都让我想到了一件事——这种发展可以在国内应用吗？我们可以在爱尔兰拥有这个吗？

今天，将近一个世纪过去了，随着同步冷凝器的实施，这是为国家带来清洁海上风能的宏伟计划的第一步，世界上肯定有年轻的工程师将爱尔兰视为能源转型的领军人物。他们会问自己，如何将这种发展应用到国内。

2022年11月

布拉斯·乌利巴里（Blas Ulibarri）是瑞士苏黎世的一名独立记者。

图片和视频组合：Jonathan Browning、Johannes Eisele