近日，六部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)海洋能規(guī)模化利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，要求持續(xù)擴(kuò)大工程試點(diǎn)：

力爭(zhēng)到2030年，海洋能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到40萬(wàn)千瓦，建成一批海島多能互補(bǔ)電力系統(tǒng)和海洋能規(guī)模化示范工程。

海洋能是重要的綠色可再生能源，包括潮汐能（含潮差能和潮流能）、波浪能、溫差能、鹽差能等。

按照國(guó)際上傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算，中國(guó)近海區(qū)域蘊(yùn)含的海洋能總量約為15.8億kW，技術(shù)可開(kāi)發(fā)量可達(dá)6.5億kW。中國(guó)4種海洋能的分布特征圖如下所示：

圖源：韓家新 . 中國(guó)近海海洋圖集——海洋可再生能源 [M]. 北京：海洋出版社，2017.

數(shù)據(jù)來(lái)源：李偉,史宏達(dá),劉臻,等.中國(guó)海洋能研究現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展建議[J].太陽(yáng)能,2024,(07):79-88.

本篇文章將重點(diǎn)介紹六部門《關(guān)于推動(dòng)海洋能規(guī)模化利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提到的潮流能、波浪能、溫差能。

潮流能?是指潮水流動(dòng)的動(dòng)能，主要由月球和太陽(yáng)的引力作用引起地球表面海水周期性漲落所產(chǎn)生的能量，主要集中在岸邊、島嶼之間的水道或?yàn)晨?/span>。潮流能的主要利用方式是發(fā)電，其基本原理類似于風(fēng)力發(fā)電，即將海水的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

圖源：中國(guó)電力報(bào)

潮流能在浙江省沿岸海域最為豐富，占到全國(guó)潮流能總量的50%以上，其次是山東省、江蘇省、福建省、臺(tái)灣省、廣東省、海南省和遼寧省，共占全國(guó)潮流能總量的38%左右。

截至2021年底，中國(guó)潮流能總裝機(jī)規(guī)模已達(dá)3820千瓦，居全球第二位，僅次于英國(guó)。

潮流能發(fā)電方式

潮流能發(fā)電裝置的形式主要有兩種：水平軸水輪機(jī)和垂直軸水輪機(jī)?。

圖源：中國(guó)電力報(bào)

潮流能應(yīng)用案例

?浙江LHD海洋潮流能發(fā)電站?是國(guó)際能源署認(rèn)可的世界首座海洋潮流能發(fā)電站，自2017年至今已連續(xù)并網(wǎng)運(yùn)行超過(guò)七周年，保持全球第一，累計(jì)向國(guó)家電網(wǎng)送電超700萬(wàn)千瓦時(shí)。

來(lái)源：浙江岱山發(fā)布

2022年2月，我國(guó)首臺(tái)兆瓦級(jí)機(jī)組——LHD第四代1.6兆瓦機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”完成吊裝下海，并于3月投入并網(wǎng)運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)潮流能規(guī)模化開(kāi)發(fā)技術(shù)水平躍上新臺(tái)階。

波浪能?是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢(shì)能，是一種可再生清潔能源。波浪能的能量來(lái)源于海表上空的風(fēng)能，其傳遞速率取決于風(fēng)速的大小以及風(fēng)和海水的作用距離。

我國(guó)的波浪能資源可觀，從地理位置看主要集中于廣東、福建、山東附近海域，其次是江蘇、遼寧、上海和河北。

波浪能發(fā)電方式

波浪能發(fā)電方式主要分為機(jī)械式、氣動(dòng)式和液壓式三大類，通過(guò)某種裝置可將波浪的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械的、氣壓的或液壓的能量，然后通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣輪機(jī)、水輪機(jī)或油壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

波浪發(fā)電始于20世紀(jì)70年代，以日、美、英、挪威等國(guó)為代表，研究了各式集波裝置，進(jìn)行規(guī)模不同的波浪發(fā)電，其中有點(diǎn)頭鴨式、波面筏式、環(huán)礁式、整流器式、海蚌式、軟袋式、振蕩水柱式、收縮水道式等。

目前，國(guó)內(nèi)已完成實(shí)海況測(cè)試和樣機(jī)投放的波浪能發(fā)電裝置超50臺(tái)，具有代表性的波浪能發(fā)電裝置照片如圖所示。

圖源：李偉,史宏達(dá),劉臻,等.中國(guó)海洋能研究現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展建議[J].太陽(yáng)能,2024,(07):79-88.

波浪能應(yīng)用案例

我國(guó)首座岸式波力發(fā)電站于2000年的汕尾建成，并通過(guò)輸電線路并入100kV的電網(wǎng)。于2001年2月進(jìn)入試發(fā)電，最大發(fā)電功率100kW。

2020年6月，山東威海淺海海上綜合實(shí)驗(yàn)場(chǎng)和廣東珠海萬(wàn)山波浪能實(shí)驗(yàn)場(chǎng)完成建設(shè)，首臺(tái)裝機(jī)功率達(dá)500kW的鷹式波浪能發(fā)電裝置“舟山號(hào)”正式交付。

圖：舟山號(hào)；圖源：中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所

2023年6月14日，中國(guó)自主研發(fā)的首臺(tái)兆瓦級(jí)漂浮式波浪能發(fā)電裝置“南鯤”號(hào)，在廣東珠海投入試運(yùn)行。

圖：“南鯤”號(hào)；圖源：央視新聞

“南鯤”號(hào)的工作原理為：半潛平臺(tái)在波浪的作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)通過(guò)液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為液壓能。接著，液壓能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。

圖源：央視新聞

“南鯤”號(hào)滿負(fù)荷的條件下每天可產(chǎn)生2.4萬(wàn)度電，滿足3500個(gè)家庭一天的用電需求。作為一個(gè)可移動(dòng)的兆瓦級(jí)發(fā)電平臺(tái)，能夠根據(jù)需要在島嶼間自由移動(dòng)，隨時(shí)供電，為南海島嶼建設(shè)提供了強(qiáng)有力的能源支撐。

?溫差能?是指利用海洋表層海水和深層海水之間的溫度差異儲(chǔ)存的熱能，通過(guò)熱力循環(huán)將其轉(zhuǎn)換為電能的一種可再生能源技術(shù)。

在全球范圍內(nèi)，海洋溫差能的開(kāi)發(fā)利用尚處于初期階段，但具有巨大的開(kāi)發(fā)潛力和價(jià)值。中國(guó)在溫差能領(lǐng)域的研究和應(yīng)用也取得了顯著進(jìn)展。

溫差能發(fā)電方式

海洋不同水層之間的溫差很大，一般表層水溫度比深層或底層水高得多。

發(fā)電的基本原理是利用海洋表面的溫海水加熱某些低沸點(diǎn)工質(zhì)使之汽化，或通過(guò)降壓使海水汽化以驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電；同時(shí)利用從海底提取的冷海水將發(fā)電做功后的乏氣冷凝，使之重新變?yōu)橐后w，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。

波浪能應(yīng)用案例

2023年8月，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局牽頭研發(fā)的20kW海洋漂浮式溫差能發(fā)電裝置搭載“海洋地質(zhì)二號(hào)”船在南海1900米深海域開(kāi)展了首次海上試驗(yàn)，成功完成溫差能發(fā)電技術(shù)驗(yàn)證。此次試驗(yàn)發(fā)電總時(shí)長(zhǎng)4小時(shí)47分鐘，最大發(fā)電功率16.4kW，有效發(fā)電利用率達(dá)到17.7%。

圖源：央視新聞

這是我國(guó)首次在實(shí)際海況條件下實(shí)現(xiàn)了溫差能發(fā)電的原理性驗(yàn)證和工程化運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)海洋溫差能開(kāi)發(fā)利用從陸地試驗(yàn)向海上工程化應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步。

海洋能開(kāi)發(fā)利用有利于發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，對(duì)于緩解東部沿海地區(qū)、海島和深遠(yuǎn)海設(shè)施設(shè)備電力短缺，推動(dòng)構(gòu)建新型能源體系、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)具有重要意義。

1、推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展

海洋能開(kāi)發(fā)利用通過(guò)技術(shù)革新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。例如，我國(guó)自主研發(fā)的兆瓦級(jí)潮流能機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”并網(wǎng)發(fā)電超450萬(wàn)度，突破深海探測(cè)、耐腐蝕材料等技術(shù)瓶頸，帶動(dòng)裝備制造、智能電網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)。浙江舟山百兆瓦級(jí)工程等示范項(xiàng)目，以規(guī)模化降低邊際成本，并引導(dǎo)綠色金融、數(shù)字經(jīng)濟(jì)與海洋能融合，形成“海洋能+”新模式。

2、緩解區(qū)域電力短缺

我國(guó)東部沿海省份經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)但土地資源緊張，傳統(tǒng)火電受限于環(huán)保要求。海上風(fēng)電、潮汐能等可在近海直接開(kāi)發(fā)。

此外，海島因電網(wǎng)覆蓋難、燃料運(yùn)輸成本高面臨能源困境。海洋能（如小型潮汐電站、波浪能裝置）可為南海島礁、遠(yuǎn)洋科考船、深海鉆井平臺(tái)提供穩(wěn)定電力，保障國(guó)防安全和海洋活動(dòng)能力。

國(guó)家海洋技術(shù)中心海洋能項(xiàng)目管理辦公室副主任王冀說(shuō)：“海洋能是沿海能源的補(bǔ)充能源，在不適合開(kāi)發(fā)海上風(fēng)電和光伏的區(qū)域或海島地區(qū)可發(fā)揮重要作用，如為海島供電、保障海上平臺(tái)和裝備能源等。市場(chǎng)需求方面，海洋能與其他產(chǎn)業(yè)融合有較大潛力，如波浪能與深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖融合案例取得良好效益。”

3、保障國(guó)家能源安全

海洋能開(kāi)發(fā)可減少對(duì)進(jìn)口化石能源的依賴，在地緣政治風(fēng)險(xiǎn)加劇背景下增強(qiáng)能源供應(yīng)鏈韌。

4、推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)建設(shè)

據(jù)OES預(yù)測(cè)，到2050年，全球海洋能裝機(jī)規(guī)模將超過(guò)3億千瓦，將帶動(dòng)68萬(wàn)個(gè)直接就業(yè)機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)年減排二氧化碳5億噸。開(kāi)發(fā)海洋能資源，不僅可為沿海地區(qū)提供清潔電力供應(yīng)，還具備制淡、供暖、制冷和其他綠色低碳產(chǎn)品的市場(chǎng)潛力，對(duì)“推動(dòng)形成變革性的海洋科學(xué)解決方案，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展”具有重要作用。