日前,自然资源部、国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、中国科学院、国家能源局六部委发布了《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》,提出系列重大政策举措,《意见》指出:海洋能开发利用有利于发展新质生产力,对于缓解东部沿海地区、海岛和深远海设施设备电力短缺,推动构建新型能源体系、发展海洋经济建设海洋强国具有重要意义。
海洋能是指从海洋中获取的多种可再生能源,主要通过海洋的自然运动、温度差、盐度差等物理或化学特性转化为可利用的能源。
在接受央视采访时,国家海洋技术中心主任、党委书记彭伟表示:海洋能是海水中蕴藏的各种物理能量,包括由天体运动和太阳辐射造成的水体的起伏波动,还有造成的潮涨潮落,产生的能量蕴藏在海水中,所以我们把这一类能量统称为海洋可再生能源。
自然资源部国家海洋技术中心在我国近海海域及岛礁,进行了海洋可再生能源调查与研究,结果显示,我国近海海洋能资源丰富。在我国的沿海地区,有丰富的海洋能源资源储量,里面包括海洋的潮差能、潮流能、波浪能、温差能、盐差能等。而全球海洋能储量,更是达到惊人的地步。数据显示,全球的海洋可再生能源开发的储藏量大概是76.35万亿千瓦时,是什么概念?相当于2023年中国全社会用电量的8倍多,约为全世界的用电量的3倍。这意味着全球海洋能极具开发利用的潜力。
自然资源部海洋战略规划与经济司经济发展处邓康桥表示:海洋能是重要的绿色可再生能源,今后将加大海洋能开发利用的力度,培育海洋领域新质生产力,这对于缓解东部沿海地区、海岛和深远海设施设备电力短缺,推动构建新型能源体系,发展海洋经济建设海洋强国具有重要意义。
自然资源部发布的信息显示,目前,我国海洋能开发的重点是潮流能和波浪能。潮流能主要是利用海水的水平流动,来推动发电机工作。而波浪能是利用海洋波浪能量,由波浪带动发电装置发电,实现机械能转化电能。
按照各省区沿岸的潮流资源总量分布状况划分,以浙江省沿岸最为丰富,主要是杭州湾和舟山地区,这里的潮流能资源占到我国的潮流能资源的50%以上。其次是山东、江苏、海南、福建和辽宁,约占全国总量的36%。
据了解,目前我国潮流能开发利用技术发展快速,已成为国际上少数几个具备开展潮流能兆瓦级并网项目开发能力的国家,在稳定性、可靠性、可维护性方面达国际领先水平。
据统计,我国波浪能丰富的区域,主要分布在我国的南部沿海地区,包括南海地区,主要是福建的南部、广东、海南等地,资源蕴藏量占到我国波浪能资源的70%以上。深远海波浪能资源相比近海更加丰富。
在广东万山,“南海兆瓦级波浪能示范工程”并网运行,为偏远海岛提供了稳定绿色能源供应,是全球同类装置首次实现在偏远海岛的应用。
“澎湖号”半潜式波浪能养殖网箱作为海洋能和深水养殖结合的创新模式,已在渔业基地开展超过68个月的养殖示范,其集成的海水淡化系统,让该深水养殖平台实现了绿色用电用水自给自足。
经过40多年的发展,我国海洋能资源利用技术实现了快速发展,整体水平显著提升,技术创新实力迈入世界第一方阵。
记者在浙江舟山海域看到,我国自主研发制造的首台LHD兆瓦级潮流能“奋进号”发电机组,通过平台式模块化设计,有效提高了潮流利用率和稳定性,率先实现兆瓦级大功率稳定并网发电,入选2024年全球海洋能二十大亮点工程潮流能项目之首。自2022年2月成功投运以来,截至目前,已并网发电超过470万千瓦时,创我国单机新高。
国家海洋技术中心主任彭伟表示:舟山海域秀山岛有LHD建设的潮流能电站,它的连续并网运行时间、能量转换效率,技术水平都是走在世界前列的。目前,浙江正着手推进百兆瓦的发电机组项目建设,来推动海上潮流能的开发利用,实现规模化、产业化。
浙江杭州林东新能源研发副总裁陈历表示:接下来是2.5兆瓦的机组,比这个更加先进,而且发电功率会更大,今年底我们就要启用开始生产,计划四年内要完成百兆瓦这个项目。
在其他海洋开发利用方面,我国虽然起步较晚,技术也逐渐实现了跨越式发展。潮汐能技术方面,是我国最成熟的海洋能发电技术。1972年建设的江厦潮汐试验电站,是我国首座单库双向型潮汐电站,已实现商业化运行四十余年。截至目前,电站累计并网发电已超2.55亿千瓦时。
国家海洋技术中心主任彭伟表示:我国海洋能开发利用技术,在全世界总体上是居于第一方阵的。在关键核心技术、在能量转换效率,在适应不同的海洋工况稳定发电,以及在它的运行维护等各个方面的技术领域,我们中国都有自己的关键核心技术。在很多技术方面,我们已经从过去的跟跑,已经实现了整体的并跑,并且在部分重要的技术领域实现了领跑。
在距离浙江省舟山市葫芦岛2.2公里的海面上,一座白色建筑物竖立在海面上,这是国家级潮流能试验场(舟山)的一座示范泊位,这里的两台潮流能示范机组每年可发电至少30万度,通过海底电缆源源不断地向电网输送绿色能源。舟山潮流能示范工程建设项目由国家海洋可再生能源专项资金支持,是我国首个具备公共测试和示范功能的公益性开放型国家级潮流能试验场。
2月18日,中国三峡集团上海勘测设计研究院舟山潮流能项目负责人陆忠民在现场接受澎湃新闻采访时介绍说,示范工程由桩柱式潮流能双向发电成套设备、海上升压站、岸基集控中心及海底电缆组成。2020年7月,示范机组进入并网调试运行阶段。2023年7月,示范机组进入稳定示范运行阶段,年发电量约42万千瓦时。“这个试验场可为国内外潮流能发电机组提供完善的测试条件,为我国潮流能产业发展奠定基础。”陆忠民说。
国家级潮流能试验场(舟山)项目选址位于舟山市普陀山岛与葫芦岛之间海域,共布置1个示范泊位和3个测试泊位,并在葫芦岛南侧建造岸基集控中心。
“潮流能的发电原理和风力发电类似,即将水流的动能转化为机械能进而再将机械能转化为电能。”陆忠民说,潮流能是指月球和太阳的引潮力使海水产生周期性的往复水平运动而形成的动能。潮流能的设备直接置于水中,通过水的水平流动产生能量。潮流能主要集中在群岛地区的海峡、水道及海湾的狭窄入口处,由于海岸形态和海底地形等因素的影响,流速较大,伴随的能量也巨大。
国家海洋技术中心海洋能项目管理办公室副主任王冀说,潮流能发电与风能发电相比资源可预测性更高,因为风能预测依赖大模型且较难准确估计,潮流能发电依据潮汐,规律性强,在非极端环境下可预测流速和流向,利于选址和机组布放,提高资源利用效率。从能量捕获率角度看,水的密度远高于风的密度,因此单位面积下潮流能发电能量捕获率更高,提升装机规模所需投入相对较小。另外从输电成本来看,海上风电的发展逐渐远离海岸,输电成本上升,潮流发电常在近岸,可就近接入电网,降低成本。
在浙江舟山,潮流能和波浪能资源丰富。在舟山岱山县秀山岛南部海域,稻桶山岛和青山岛之间,LHD海洋潮流能发电项目已连续运行超过91个月,正源源不断地将绿色电源输送到电网中。
据杭州林东新能源副总裁陈历介绍,2016年7月27日,LHD海洋潮流能发电项目首期1兆瓦机组在舟山下海发电,2016年8月26日成功并入国家电网。2017年5月25日开始,该1兆瓦发电机组实现全天候发电并网。2018年11月29日和2018年12月29日,LHD海洋潮流能发电项目第二代400千瓦机组、第三代300千瓦机组相继顺利下海发电。2022年2月24日,LHD第四代“奋进号”机组在舟山海域成功下海,这是我国首台兆瓦级潮流能发电机组,也是我国目前单机功率最大的潮流能发电机组。2022年4月29日,该机组通过国家电网的并网验收,正式并网运行。
“目前,LHD项目投运机组模块已全面涵盖当前国际上潮流能发电机主流机型,装机规模和科技水平领先世界。”陈历说,截至目前,LHD海洋潮流能电站已连续运行超过91个月,LHD海洋潮流能电站总并网电量已超774万千瓦时,其中奋进号已超478万千瓦时,兆瓦级潮流能发电机组“奋进号”连续运行时间居国际前列,标志着潮流能发电技术进入产业化应用阶段,我国海洋能开发实现了大功率发电、稳定发电、并入电网三大跨越。
目前,世界上掌握潮流能发电并网技术的国家只有英国、美国和中国,但在持续稳定发电并网时间上,我国LHD海洋发电项目已经走在世界前列。
“总成平台+模块,实现设备可维护,这是与国外最大的不同。”陈历说,与国际主流技术相比,LHD海洋发电项目采用了“平台式+模块化”的科学路径,有效破解了海上安装、运行维护、垃圾防护、电力输送等关键问题,具有装机功率大、资源利用率高、环境友好性强,海域兼容性好、项目可复制性强等特点,有望在国际上率先实现商业化运行。
国家能源局新能源和可再生能源司副司长潘慧敏表示,国家能源局将会同相关部门,围绕推进落实《意见》,扎实推进试点地区海洋能资源普查,适时在全国沿海地区推广;积极推动海上风电和波浪能同场开发,提升海洋资源开发效率;结合“十五五”可再生能源发展规划和能源科技创新规划研究,加强统筹协调,督促指导沿海地方推进意见实施,提升海洋能创新发展能力,加强政策引导和制度保障,加快推动海洋能规模化利用。
本文转载自溪流之海洋人生公众号