美國機場的新問題

紐約市約翰肯尼迪國際機場正在完成對 1 號航站樓的全面改造。除了近 10 億美元的升級改造,新航站樓還將擁有紐約和新澤西港務局的權威呼叫紐約市最大的屋頂太陽能電池陣列。 這將在“微電網”中構建,這樣 1 號航站樓將成為“紐約地區第一個可以獨立於電網運行的彈性機場中轉樞紐,在電力中斷期間維持 100% 的機場運營……”

JFK 微電網將處理 11.34 兆瓦的電力,其中 7.66 兆瓦來自屋頂太陽能,3.68 兆瓦來自燃料電池,2 兆瓦/4 兆瓦時的電池儲能,以及使用回收熱量產生冷凍水和加熱的過程熱水。 電網被劃分為四個“電力島”,每個島都能夠作為包含發電和儲能的綜合能源系統獨立運作。 屋頂光伏系統包含 13,000 多塊太陽能電池板,可能是美國最大的屋頂太陽能電池陣列,旨在產生足以為 1,000 多戶家庭供電一整年的能源。

完成後,JFK 微電網將成為美國機場的第二個此類獨立能源系統,此前為匹茲堡國際機場設計的微電網。 然而,它在一個非常重要的方面有所不同。 匹茲堡微電網能夠產生 23 兆瓦的電力,包含五個天然氣發電機,使用實際上位於機場下方的天然氣作為主要能源,來自水力壓裂法,以及可再生能源,例如由大約 10,000 塊太陽能電池板提供的太陽能. JFK 在機場內或機場附近沒有類似的能源,因此它必須從非水力壓裂能源中獲取電力。

任何微電網,尤其是 JFK 微電網的關鍵是確定能量輸入是否足以滿足輸出需求。 由於有如此多的能源來自可再生能源,尤其是太陽能,因此即使有大量電池存儲,可再生能源是否足以為航站樓和所有設施提供動力仍然是一個懸而未決的問題。其他預期的電力用途和需求(電動汽車等)。 據估計,大型樞紐機場可能需要 XNUMX 太瓦的電力才能全面運行。 JFK 微電網僅涉及一個終端,但運行該終端和所有相關用途所需的能量將是巨大的。

新 1 號航站樓的第一階段包含 14 個登機口,預計將於 2026 年開放。其餘 9 個登機口計劃於 2030 年開放。新 1 號航站樓將成為肯尼迪國際機場最大的國際航站樓。 如前所述,能源計劃是從太陽能電池板產生 7.66 mW,其餘 3.68 mW 來自燃料電池。 有趣的是,鑑於項目的規模,燃料電池將由天然氣提供動力來啟動。 希望它們將來能轉化為沼氣或氫氣。

如果不出意外,JFK 微電網代表了採取行動尋求主要使用可再生能源為我們的生活提供動力的思想勝利。 由於航空業佔全球二氧化碳排放量的 2.5%,目前所有機場都面臨脫碳的巨大壓力。 在某些州,快速脫碳的壓力可能會威脅到機場性能的完整性,因為可能沒有足夠的電力來正確或完全轉換為無碳源。 此外,許多推動等式需求方立即電氣化的人通常只是假設供應會在需要時滿足需求,但他們的假設並不總是考慮到定位和開發的難度,真正無碳源滿足那些增加的電力需求。

這就是燃料組合變得至關重要的地方。 JFK 將依靠天然氣作為其備用燃料,考慮到當今發電技術仍不成熟的狀態,這是有道理的,但毫無疑問,更積極的“無碳”支持者不會特別高興該項目的一個方面。 儘管如此,考慮到這一現實,JFK 仍將不得不確保僅靠燃料電池就能獲得足夠的電力,以彌補陰天以及電池存儲不足或無法正常工作時太陽能的減少。希望。 為確保不存在此類問題,肯尼迪國際機場需要注意其確實有充足的天然氣供應作為最終備用,這不一定是既定的。 這是,特別是在紐約州和紐約市,考慮到我們之前寫過的那個地區的政治,強烈反對化石燃料管道。

這是紐約和匹茲堡的核心區別。 PIT 的權宜之計(但非“綠色”)能源已經在現場。 肯尼迪的權宜之計不是。

隨著可再生技術的改進和變得更加可靠,雖然希望減少甚至消除肯尼迪國際機場的天然氣燃料電池,但值得讚揚的是 - 並且接受現實 - 紐約和新澤西港務局現在就在計劃這個備用電源,並不是為了承擔環境責任而過早地放棄化石燃料的使用。 從肯尼迪的立場來看,港務局首先必須確保碼頭能夠正常運行,而這不能僅僅基於環境門面裝飾。 在主電網發生大停電之前,我們不會知道 JFK 微電網概念的成功,但我們希望項目開發人員根據冷酷的事實進行規劃,而不僅僅是一廂情願的想法。

因此,JFK 微電網是否代表了一個實用的解決方案還有待觀察。 大多數機場與 PIT 不同,因為它們在現場沒有現成的天然氣或其他燃料來源。 至少,這是一個良好的概念性開端,我們肯定會進行長達數十年的嘗試,以提供我們為世界提供動力所需的清潔、高效的能源。

所有這些都引出了一個終極問題,即微電網能否在肯尼迪國際機場真正發揮作用? 當然,這個概念是能夠擁有一個自給自足的能源系統,滿足該系統的所有消耗需求,同時它也盡可能獨立於主電網運行。 然而,懸而未決的問題仍然是肯尼迪的現實程度如何? 紐約州州長 Hochul 和其他州長正在施加強大壓力,要求該州盡快脫碳。 這在機場環境中有多現實? 如果下一個冬天寒冷多雪,在這種情況下,太陽能電池板可能一次被雪覆蓋或結冰數天甚至數週,那麼為肯尼迪國際機場新 1 號航站樓提供服務所需的電力從何而來? 如果機場必須經常利用主電網作為備用(大多數微電網都設置了這種故障安全功能),不像匹茲堡那樣存在這種可能性但由於其天然氣備用不太可能經常發生,可以JFK 正在創造真正獨立的“微電網”,真正滿足新 1 號航站樓的能源需求,同時最大程度地優化無碳能源生產? 這真是一個勇敢的新世界。

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資料來源:https://www.forbes.com/sites/danielmarkind/2023/02/13/new-question-at-american-airportswhat-is-a-microgrid/