1976年大学实验如何引爆美国风电产业

背景

20世纪70年代初，美国正深陷能源危机的阴影之中。1973年至1974年的石油危机不仅暴露了美国对进口石油的严重依赖，也引发了全国范围内对能源安全的深刻反思。与此同时，核能被视为解决这一危机的“灵丹妙药”，美国政府和东北部公用事业公司纷纷加大投入，沿康涅狄格河等水系建设大量核电站。

然而，在马萨诸塞大学阿默斯特分校（UMass Amherst），一位名叫威廉·赫罗内穆斯（William Heronemus）的教授却持不同看法。赫罗内穆斯是一位退役的美国海军上校，拥有二战英雄勋章，曾参与核潜艇的设计和建造，并与英国皇家海军合作过北极星导弹项目。1967年加入UMass后，他原本从事海洋工程研究，但目睹了核电站带来的热污染、水资源消耗以及潜在的安全风险，加之对核能经济性的质疑，他的研究重心逐渐转向可再生能源。

当时，风能在美国公众眼中仍是一个边缘概念，往往与荷兰的风车或草原上吱呀作响的水泵联系在一起，被视为一种 quaint（古雅但过时）的技术。赫罗内穆斯却坚信风能具备大规模应用的潜力，甚至提出到2000年风能可满足美国近五分之一的电力需求。这种激进的愿景使他在当时被视为一个“堂吉诃德式”的人物，既受到部分人的推崇，也遭到电力公司和政府机构的敌视。

核心内容

1975年至1976年间，在赫罗内穆斯教授的领导下，UMass阿默斯特分校的一支由研究生、教师顾问和一名天才本科生组成的团队，在校园里最高的地点——果园山（Orchard Hill）上，设计并建造了一台25千瓦的风力涡轮机。这台机器后来被称为“风炉”（Wind Furnace）。

1. 简陋而创新的硬件构成 这台涡轮机的建造过程极具“拼凑”色彩，体现了当时资源匮乏下的工程智慧：

• 核心部件：使用了福特卡车的后车轴、捐赠的发电机和微控制器。
• 结构材料：利用蒸汽管道以及手工制作的钢和玻璃纤维部件。
• 叶片：直径达4.5米的手工制造叶片。

2. 实验目的与成果 团队建造该涡轮机的初衷是证明风能可以在新英格兰严寒的冬季为农村家庭供暖，从而减少对美国石油的依赖。为了直观展示这一成果，他们在果园山上搭建了一座模块化房屋，并配备了由该涡轮机供电的加热器。

实验结果出乎意料地成功，甚至“过于成功”。负责电气系统设计的迈克尔·埃兹（Michael Edds）回忆道：“我们在深冬不得不打开门窗，因为屋里太热了。”这台最大功率为25千瓦的涡轮机，虽然与现代高达26兆瓦的风机相比微不足道，但在1976年11月，它远超当时大多数能源专家对风电技术的预期。

3. 赫罗内穆斯的宏大愿景与争议 赫罗内穆斯不仅是这台小型实验机的推动者，更是大规模风电的倡导者。早在1972年，他就提出了在Great Plains（大平原）部署数千台风力涡轮机，以及在新英格兰大陆架上建立巨大浮动涡轮机网格的方案。他猛烈抨击核能的商业化，认为通过风能实现更清洁的能源未来已经具备条件，而推动核能及其辐射风险是不必要的。

这种立场使他树敌众多。能源分析师彼得·阿穆斯（Peter Asmus）在2000年的著作《Reaping the Wind》中评价道：“威廉·赫罗内穆斯是一个危险的人物，他建议大胆地背离现状。”

4. 从挑衅者到变革者 果园山上的成功标志着赫罗内穆斯从一名“挑衅者”转变为真正的“变革者”。这台实验性涡轮机的成功引发了一系列技术和工业发展，永远改变了能源格局。在他的学生和受其启发的企业家们努力下，世界上第一批现代风电场得以建立，并引发了“加州风电热潮”（Great California Wind Rush），将风电从一门手艺转变为一个持续增长的产业。

关键要点

• 历史转折点：1976年UMass阿默斯特分校建造的25千瓦“风炉”涡轮机，被视为美国现代风电产业的起点。
• 人物核心作用：威廉·赫罗内穆斯（William Heronemus）是关键人物。他利用其在海军核潜艇工程中的经验，质疑核能的安全性与经济性，并坚定倡导风能的大规模开发。
• 技术突破：尽管硬件简陋（卡车车轴、捐赠发电机），但实验证明了风能可用于实际供暖，且效率极高（冬季室内过热需开窗）。
• 产业传承：赫罗内穆斯培养的学生和受其影响的创业者，直接推动了美国早期风电场的建设和商业化，为半个世纪后风电产业的快速增长奠定了基础。
• 行业现状对比：根据伦敦智库Ember Energy的数据，2015年至2025年间，全球年风力发电量增加了两倍以上，并预计在今年年底超过全球核能发电量。
• 权威评价：美国国家可再生能源实验室（NREL，现更名为National Laboratory of the Rockies）前风能研究主管罗伯特·特雷舍（Robert Thresher）称赫罗内穆斯为“当今行业缔造者们的父亲”。

意义与影响

这篇报道不仅回顾了一段被遗忘的科技史，更揭示了能源转型中“非共识创新”的力量。

首先，它打破了“风能是次要能源”的刻板印象。在1970年代，当主流社会和工业界将核能视为解决能源危机的唯一出路时，赫罗内穆斯及其团队通过实证研究证明了风能的可行性和潜力。这种“小步快跑”的实验精神，为后来风电技术的迭代提供了原始数据和技术积累。

其次，它凸显了跨学科背景在技术创新中的重要性。赫罗内穆斯的海军工程背景使他对大型机械结构、安全性和成本控制有着独特的理解，这使他能够以不同于传统气象学家或土木工程师的视角来设计风电系统。

最后，从宏观视角看，这一实验是能源结构多元化的早期里程碑。如今，风能已成为全球增长最快的清洁能源之一，其历史根源可以追溯到半个世纪前那个简陋的果园山实验。赫罗内穆斯的故事提醒我们，重大的能源变革往往始于那些被视为“异端”或“不切实际”的大胆构想，以及少数人坚持不懈的工程实践。