海洋能现状概要

我国海洋能开发的现状、问题和建议 电监会资质管理中心 魏青山

在能源消费量持续攀升和传统能源日趋紧缺的外部环境影 响下, 探寻与发展新能源已经成为大势所趋。 海洋能作为一种可 再生的清洁能源,其有效开发利用可以为改善我国的能源结构, 发展低碳经济和应对气候变化提供一条重要的途径, 符合全面建 设资源节约型和环境友好型社会的战略需求。 正确看待我国海洋 能发展的现状, 正视发展中所面临的矛盾和问题, 提出科学的政 策建议,正是当下启动新一轮海洋能发展之所需。

一、我国海洋能发展现状

海洋能是蕴藏于海水中的各种可再生能源的总称, 包括潮汐 能、 波浪能、 温差能、 海流能、 盐差能、 离岸风能等,它是清洁 、 环保的可再生能源。 当前海洋能的主要利用形式就是发电, 从能 源储量、发电设施运行、发电的技术研发、国家对海洋能开发的 重视与支持等方面看,我国的海洋能开发呈现以下几个特点。 (一我国海洋能储量丰富、开发潜力巨大

我国是一个海洋大国, 拥有 300多万平方公里的海域、 6500多个 500平方米以上的岛屿、18000公里海岸线,海洋能资源丰 富,开发前景可观。我国潮汐能可开发的资源量约为 2200万千

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瓦, 其中潮汐能资源最丰富的地区集中于福建和浙江沿海, 潮差 最大的地区(如浙江的钱塘江口、乐清湾,福建的三都澳、罗源 湾等平均差为 4米~5米,最大潮差为 7米~8.5米;我国海 流能可开发的资源量约为 1400万千瓦,其中以浙江沿岸最多, 有 37个水道,资源丰富,占全国总量的一半以上,其次是台湾、 福建、辽宁等省份的沿岸,约占全国总量的 42%;我国波浪能可 开发的资源量约为 1300万千瓦,可开发利用的区域较多,其中 以台岛沿岸丰度最大, 占 30%以上, 浙、 闽、 粤三省沿海共占 40%以上,山东沿海也有较丰富的蕴量,占 10%以上;我国温差能资 源蕴藏量在各类海洋能中占居首位,可开发的资源量超过 13亿 千瓦,其中海域表、深层水温差在

20℃~24℃,是我国近海及 毗邻海域中温差能能量密度最高、 资源最富的海域; 我国离岸风 能相当丰富, 全国海上可开发利用的风能约 7.5亿千瓦, 是陆上 风能资源的 3倍,其中以福建、江苏和山东省海洋风能最丰富; 我国拥有大量富油藻类种群, 适合开展海洋生物质能开发利用研 究。

从总体上看,我国海流能、温差能资源丰富,能量密度位于 世界前列;潮汐能资源较为丰富,位于世界中等水平;波浪能资 源具有开发价值; 离岸风能资源和海洋生物质能资源具有巨大的 开发潜力。

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(二我国海洋能发电已初具规模

我国从 20世纪 50年代开始陆续进行海洋能研究开发, 目前 , 潮汐能和近海风能发电已形成初步规模, 波浪能研究已进入示范 试验并取得一定的成果, 海流能利用技术已有多个部门正在进行 关键技术研究并取得一定的突破。 经过不断努力, 我国海洋电力 产业正在稳步增长。 “十五”期间,我国海洋电力产业增加值的 年均增长速度为 16%左右;2009年, 沿海风力发电和潮汐能发电 全年实现增加值 12亿元,比上年增长 25.2%。

潮汐能方面, 我国从 20世纪 50年代中期开始建设潮汐电站 , 至 80年代初共建设潮汐电站 76个。在 80年代运行的潮汐电站 有 8座, 目前我国还在运行的潮汐能电站只剩下了 3座, 分别是 :总装机容量 3900kW 的浙江温岭的江厦站、总装机容量 150kW 的 浙江玉环的海山站和总装机容量 640kW 的山东乳山的白沙口站。 其中,江厦电站是目前中国最大的潮汐电站,已正常运行近 20年, 是世界第三大潮汐电站。 目前, 我国潮汐发电量仅次于法国 、 加拿大,居世界第三位。

近海风能方面, 随着陆上风机总数趋于饱和, 海上风力发电 成为未来发展的重点。2007年启动的“国家科技支撑计划”将 能源作为重点领域,提出要在“十一五”期间组织实施“大功率 风电机组研制与示范”项目,组建近海试验风电场,形成海上风

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电技术。2007年 11月,地处渤海辽东湾的我国首座离岸型海上 风力发电站正式投入运营, 标志着我国发展海上风电有了实质性 突破。 与此同时, 沿海地区一批海上风电项目带动了风电产业快 速发展,天津、连云港等风电产业基地初步形成。目前,我国已 经拥有沿海风力发电场 19个,并网发电的主要有南澳风力发电 场、大连横山风电场、山东长岛风电场等。其中长岛风电机组每 年可发电 1500万 kWh 左右,相当于一个火电厂消耗 3万吨煤的 生产水平;广东汕头市的南澳岛充分利用海洋风能,1991年至 今累计装机 129台、总装机容量 56640kWh,是亚洲最大的海岛 风电场;2010年 2月,我国首座、也是亚洲首座大型海上风电 场——上海东海大桥 10万 kWh 海上风电场全部 34台风机安装取 得圆满成功,总装机容量 10.2万 kWh,设计年发电利用小时数 2624小时,年上网电量 2.67亿千瓦时。

海流能方面。2002年,哈尔滨工程大学自行设计建造了我 国第一座 70kW 的潮流实验电站;2005年国家“863”科技计划 的 40kW 海流能发电实验电站在浙江省舟山市岱山县建成并发电 成功;2005年,在 863计划海洋监测技术主题的支持下,东北 师范大学研制成功放置于海底的低流速潮流发电机;2006年 4月下旬,由浙江大学研制的 5kW、叶轮半径为 1m 的“水下风车” 在浙江省舟山地区岱山县发电成功,洋流流速在 2m/s以上就能

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波浪能方面。经过 20多年的开发研究,波力发电获得了较 快的发展,相关成果有:额定功率为 20kW 的岸基式广州珠江口 大万山岛电站; 额定功率为 8kW 采用摆式波浪发电装置的小麦岛 电站; 额定功率为 100kW 广东汕尾岸式波力实验电站; 青岛大管 岛 30kW 摆式波力实验电站; “十五”期间投资的广东汕尾电站 2005年 1月成功地实现了把不稳定的波浪能转化为稳定电能。 总体上看,80年代的老电站设施是我国潮汐能发电的主体, 潮汐能发电的新建项目不多; 小型波浪能和海流能发电装置尚处 于示范阶段,装置运行的可靠性、稳定性、安全性不够;发电成 本过大, 电

价较高; 技术和成本约束造成我国海洋能资源开发利 用率还很低,产业化和商业化程度不高。

(三我国海洋能开发具备了一定的技术积累

我国潮汐发电技术相对成熟, 其中江厦潮汐试验电站总装机 容量位居世界第三, 并已实现并网发电和商业化运行。 波浪技术 处于示范试验阶段, 并已取得了一系列发明专利和科研成果。 如 40瓦漂浮式后弯管波浪能发电装置已向国外出口,处于国际领 先水平;10瓦航标灯用波浪能发电装置已趋商品化;小型岸式 波力发电技术已进入世界先进行列。2006年初,中科院广州能 源所研制的波浪能独立发电系统第一次实海况试验就获得了成

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功, 这标志着海洋能中的波浪能稳定发电这一世界性难题获得了 突破性进展。 目前, 由广州海电技术有限公司研制的我国第一座 漂浮式波浪能发电站已投入建设, 这意味着作为主要可再生能源 之一的海洋能利用研究取得了很大进展, 海洋能应用技术日趋成 熟。

经过 30年的研究,中国海流能利用技术取得了较大进步, 积累了丰富经验。2006年底,意大利与中国有关方面在罗马签 署一份推动海流发电机在中国的生产和应用的合作协议, 为中国 沿海地区可再生能源的研究和开发探索新路。 我国水轮机性能的 研究已达到国际先进水平;10kW 级潮流发电装置处于示范阶段, 已进入世界先进行列, 为我国海流能开发利用规模化、 商业化打 下坚实的基础。

其他形式的海洋能如海水温差能、 盐差能等的研究与开发尚 处在实验室原理试验阶段。在温差能方面,我国 80年代初开始 在广州、青岛和天津等开展温差发电研究,1986年广州研制完 成开式温差能转换试验模拟装置,实现电能转换,1989年又完 成了雾滴提升循环试验研究。 目前, 天津大学正在开展利用海水 温差能作为推动水下自持式观测平台的动力。 在盐差能方面, 广 州能源所 1989年对开式循环过程进行了实验室研究,建造了两 座容量分别为 10W 和 60W 的实验台。