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    3. 加快開發海洋可再生能源的現實思考

      來源:海洋報   發布時間:2018-10-25 16:16:06 

         當前,世界范圍內以清潔低碳和智能高效為主要特征的新一輪能源轉型蓬勃興起,全球能源格局正在發生深刻的變化。在眾多自然資源中,海洋可再生能源具有綠色清潔、可持續利用、開發潛力大等優勢,國際上將其作為戰略性資源實施技術儲備。本文概述了我國海洋可再生能源的發展現狀,對比國外發展情況分析了我國海洋可再生能源發展中的問題,提出加快公共平臺和標準體系建設等建議。
      ■王項南

      我國海洋可再生能源發展現狀
        我國擁有長達18000多公里的大陸海岸線和14000公里的島嶼海岸線,10000多個大大小小的海島和島礁,發展海洋可再生能源開發與利用技術,可滿足或補充海島開發、海上設備運行、沿海地區用電等需求,對于保護海洋生態環境、發展海洋經濟、推進生態文明建設具有重要戰略意義。
        新中國成立以來,我國已開展了多次較大規模的全國性海洋可再生能源資源調查,分別是1958年的第一次全國沿岸潮汐能資源普查、1978年的第二次全國沿岸潮汐能資源普查、1986年的沿海農村海洋可再生能源資源區劃、2004年的“中國近海海洋綜合調查與評價”專項(簡稱“908專項”)中的海洋可再生能源資源調查與評價。2010年,又開展了海洋可再生能源重點開發利用區資源勘查與選劃。
        海洋可再生能源資源量以理論蘊藏量和技術可開發量兩種形式表現。蘊藏量是指理論上地區每年擁有的可再生能源資源量;技術可開發量是指在當前技術條件下可開發利用的可再生能源資源量。根據“908專項”以及海洋可再生能源專項評估結果,我國近海的潮汐能、潮流能、波浪能、溫差能、鹽差能的資源潛在量約為6.97億千瓦,技術可開發量約為0.66億千瓦,總量較為豐富。其中,溫差能、鹽差能、潮汐能資源儲量占總量的96.5%,僅溫差能資源儲量占比就達52.6%;潮流能和波浪能資源儲量占比較低。
        經過長期努力,我國在海洋可再生能源開發利用技術領域獲得了長足進步,在基礎科學研究、關鍵技術研發、工程示范、標準體系建設等方面取得了大量成果,涌現出50余項海洋可再生能源轉換新技術、新裝置,部分裝置達到國際先進水平,為推動海洋可再生能源開發利用奠定了基礎。
        自2010年起,有關部門先后完成了健跳港、乳山口、八尺門、馬鑾灣、甌飛等多個萬千瓦級潮汐電站工程預可行性研究報告,支持了江夏潮汐發電機組的升級改造和新型發電機組的研制,開展了利用海灣內外潮波相位差發電、動態潮汐能技術等新技術研究,目前已具備啟動建設萬千瓦級潮汐能電站能力。
        我國潮流能開發利用技術研究開始于20世紀80年代。近年來,通過引進消化吸收再創新,逐步縮小了與國際先進水平的差距,已成為少數幾個可以開發兆瓦級潮流能機組且并網運行的國家。目前,我國研發的潮流能裝置約30個,其中10余個完成了海試。但多數海試效果不佳,出現了運行時間短、發電效率不高、裝置易損壞等問題,潮流能裝置實海況下運行的可靠性、穩定性等有待新突破。
        近年來,立足自主創新,我國研發出一批振蕩浮子式、擺式、筏式等波能轉換裝置,部分裝置在轉換效率方面處于國際先進水平,其中300千瓦鷹式波浪能發電裝置“萬山號”海試期間累計發電量超過3萬度,為萬山島提供了電力供給。目前,我國研發的波浪能發電裝置約40個,裝機容量范圍10瓦~ 300千瓦。從技術發展階段來看,大部分屬于初級海試階段,裝置在實海況條件下運行效果不佳,可靠性、穩定性等同樣有待提升。
        我國于20世紀80年代初開始了海洋溫差能研究,目前尚處于原理樣機研究階段。2004年研發了溫差能驅動水下滑翔器試驗樣機,2005年研制出用于混合式海洋溫差能利用的200瓦氨飽和蒸汽試驗用透平,2011年完成海洋觀測平臺溫差能供電樣機研制,2012年開展了15千瓦溫差能發電試驗裝置電廠溫排水試驗。此外,還開展了100瓦緩壓滲透式鹽差能發電關鍵技術研究、海泥電池生物供電技術研究。

      國外發展現狀
        近年來,傳統海洋可再生能源先進國家和地區如英國、美國、愛爾蘭、日本、歐盟等持續加大開發應用投入,強化多元化的資金支持和政策激勵,建立起了較為完善的政策體系。歐盟自2004年開始,已經投入1.9億歐元支持海洋可再生能源項目研發,推動其商業化發展。英國差價合約計劃對裝機不足30兆瓦的波浪能及潮流能電站實行差額合約電價,2017年度資助金額達2.9億英鎊。2016年11月8日,歐盟編制了歐洲海洋可再生能源戰略路線圖,明確了未來的發展方向。
        技術方面,英國斯旺西潮汐澙湖發電站已于2017年啟動,建成后裝機規模達320兆瓦,將成為全球裝機規模最大的潮汐能發電站。全球最大的潮流能發電場MeyGen計劃,總裝機398兆瓦的AR1500潮流能發電裝置已完成布放。法國海洋可再生能源研究所預測,潮汐能和近海風能已達到商業化階段,潮流能、浮式風能、波浪能、溫差能將相繼在2025年前實現商業化。

      我國海洋可再生能源發展主要問題
        我國能源生產力水平總體上位居世界前列,仍存在化石能源為主體的能源體系及其粗放式發展方式,面臨著能源需求壓力大、供給制約多、能源生態環境影響嚴重、體制機制不完善等現狀,需要進一步加大能源轉型力度,加大對可再生能源的支持力度。
        目前,我國研發的海洋可再生能源裝置大多處于跟跑階段,可靠性和穩定性普遍不高,且單機功率較小,示范應用規模通常在百千瓦級,遠小于國際上的兆瓦級水平。有的裝置未通過充分的實驗室驗證就進行海試,導致頻繁維護甚至重新加工,大大增加了研發成本。
        海洋可再生能源技術從實驗室走向產業化必須經過長期、系統、規范的反復試驗驗證過程,而目前我國海洋可再生能源發電裝置專業測試平臺(實驗室)、海上試驗場等公共服務平臺及相關技術標準建設相對滯后,難以滿足需求。
        我國在可再生能源開發利用方面制定了一些激勵政策,但還沒有建立起與海洋可再生能源產業化發展相適應的配套政策。在當前海洋可再生能源研發風險高、投入大的情況下,難以激勵企業加大投入,影響了技術成果的轉化進程。技術研發的比例較大,而裝備制造、海上工程、電力并網等的比例偏小,產業鏈尚未形成。

      幾點思考
        一、制定國家海洋可再生能源中長期發展規劃。結合國家生態文明建設和加快建設海洋強國戰略,加強頂層規劃設計,明確發展目標及主要任務,研究制定激勵政策體系。
        二、突破關鍵技術。瞄準世界海洋可再生能源前沿和重點領域,搭建多學科交叉、集成協作的開放式創新平臺;研究海洋可再生能源發電新原理,突破海洋可再生能源能量發電轉換效率、可靠性、測試與評價等關鍵技術,提高海洋可再生能源發電裝置技術成熟度,盡快形成產品。
        三、加快公共平臺和標準體系建設。建立室內模擬實驗環境和實際海況測試場,促進技術研發、提升技術成熟度,同時共享研發環境和研發經驗、降低海試投入和風險。應加強海洋可再生能源標準化建設,規范裝備研發、設計、制造、施工、運行維護等過程。建立海洋可再生能源發電裝置檢測認證體系,客觀評價發電裝置的綜合性能。
        四、開展海島及南海示范應用。海島供電是海洋可再生能源應用的主要領域,可以選擇資源條件較好、有能源需求的代表性的海島,開展多能互補示范電站建設。南海是世界海洋溫差能資源最好的海域之一,波浪能資源也很豐富,建設基于溫差能和波浪能的獨立電力系統,可為深遠海海洋觀測設備的長期穩定運行提供有效的電力補充。
        五、引導社會資金多元化投入,推動產業化進程。逐步實現由項目資助與補貼向裝備制造獎勵、電價補貼等方式轉變。同時針對海洋可再生能源產業投資周期長、風險大、回報率低等特點,實施財稅優惠、引入風險投資,形成多元投入,激勵企業創新,加快產業化及中試能力建設,促進成果轉化。
        六、鼓勵綠色能源產業走出去。積極尋求與發達國家的合作,引進國際先進海洋可再生能源技術,消化吸收再創新。在“一帶一路”建設中,加強與沿線國家的技術與產業合作,推動我國海洋可再生能源技術與產業走向世界。
      (作者單位系自然資源部國家海洋技術中心)

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            查看原文:http://epaper.oceanol.com/shtml/zghyb/20181025/76130.shtml



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