近日，海洋与环境跨学科中心(CIIMAR)和波尔图大学工程学院(FEUP)的研究人员开展了一项研究，对葡萄牙埃斯波森德海岸波浪能转换园区的潜力和可行性进行了分析。该研究旨在利用可再生能源发电，同时通过减轻当地海浪来促进海岸保护。

这项名为“葡萄牙西北部海岸近岸500兆瓦波浪能发电场的发电和海岸保护评估”的研究，已发表在《应用能源》杂志上。研究由CIIMAR海洋能源和水工结构小组的研究人员开发，其通过将波浪能发电场与海岸保护需求相结合，为波浪能发电场带来了新的愿景。

波浪能的利用有助于实现近几十年来一直推进的“绿色”能源转型。不过，要实现这种丰富可再生能源资源的商业化开发，需建设大型波浪能园区，而这可能会与沿海地区其他相关活动产生冲突。但相关研究表明，波浪能解决方案的引入与沿海地区(如旅游、渔业和/或保护区)的运作之间并非必然存在竞争，波浪能利用可具有互补应用，例如作为沿海保护机制。

具体而言，该研究提出了在埃斯波森德地区建立一个多功能波浪能转换器(CEO)园区的探索性提案。除生产能源外，该园区还可积极促进海岸保护。

文章第一作者丹尼尔·克莱门特认为，多管齐下的方案是对技术的有效应用。他解释道：“如果我们能够同时保护海岸和生产可再生能源，为什么不去探索呢?我们需要为这两个问题找到颠覆性的解决方案，但同时也不能忽视将与其他海洋用途的潜在冲突降至最低。”

海洋能源与水工结构小组负责人弗朗西斯科·塔维拉·平托(Francisco Taveira Pinto)也强调了利用波浪能多功能性的重要性。

据估计，该波浪能园区方案中性能最佳的两个结构(CEO园区280°的“W”型结构和295°的“III”型结构)每年可分别产生高达341,353千兆瓦时和316,351千兆瓦时的电力。考虑到埃斯波森德2022年的人均用电量约为3,215千兆瓦时，最佳配置可满足超过10万居民的年用电需求。

葡萄牙海岸线极易受海浪影响，海浪能量高，这给防护结构建设以及研究海岸线与水动力相互作用(如侵蚀和洪水)等诸多方面带来了挑战。

这项研究使我们能够确定拟建公园的局部影响，即通过吸收CEO的能量，降低该位置背风面大面积区域的海浪强度。其影响在波高和固有能量方面尤为明显，随着靠近海岸线，能量衰减显著，在某些情况下，波高降低幅度超过25%。

该研究未遵循实施“重型”工程解决方案的传统逻辑，而是让我们能够充分利用现有能源。CIIMAR同一团队的联合负责人保罗·罗莎·桑托斯(Paulo Rosa Santos)解释说：“当务之急是找到并证明创新和颠覆性解决方案能够有效解决沿海地区的传统问题。这项研究表明，我们可以在保护海岸免受海洋环境影响的同时，生产清洁电力，从而支持葡萄牙的能源转型和自给自足。”

2023年，葡萄牙大陆超过60%的电力来自可再生能源，主要是水力发电、风能和太阳能。通过整合波浪能，葡萄牙有望实现几乎自给自足，甚至成为电力出口国，这是国家和欧洲“绿色”能源转型和自主战略的重要里程碑。这些能源还可满足其他用户和利基市场的需求，例如近海水产养殖和海水淡化，这两者都具有巨大的国内潜力。

这项研究以现实而全面的方式，将埃斯波森德海岸侵蚀问题转化为可再生海洋能源生产和海岸保护的多功能机会，不仅可服务于受案例研究影响的当地居民，还可为葡萄牙海岸的其他工作提供参考。

与当地社区和利益相关者的联系对于可行、获得批准和改进的提案至关重要，以确保有一个可靠的解决方案，使所有利益相关者受益，同时满足能源需求并保护环境和景观。克莱门特表示：“如果有兴趣探索这项研究的提案，未来阶段将与当地社区和机构进一步巩固这一具有挑战性的方面，这一点很重要。”这一目标对于该公园以及葡萄牙沿海其他可能的公园而言，仍有待推进。

更多信息：D. Clemente 等人，《葡萄牙西北部海岸近岸 500 兆瓦波浪能发电场的发电量及海岸保护评估》，《应用能源》(2024 年)。