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蓝色海水里捧出绿色能源

2017-02-09 08:22:16 中国科学报   作者: 贡晓丽  

提到可再生能源,多数人首先想到风能、太阳能,其实,潮汐能、波浪能等海洋能源也是可再生能源的重要组成部分。近日,国家海洋局印发的《海洋可再生能源发展“十三五”规划》(以下简称《规划》)——我国首个海洋能发展专项规划出台,表明海洋可再生能源也成为我国减少污染、保护环境、实现可持续发展的一条重要途径。

目前,加快开发利用海洋能已成为世界沿海国家和地区的普遍共识和一致行动。我国海洋能资源丰富,岛屿众多,具备规模化开发利用海洋能的条件。海洋强国、生态文明建设等国家战略和“一带一路”倡议的提出,为海洋能发展带来了前所未有的历史机遇。

细细研读《规划》,或许能够获得如何提高海洋能开发利用能力,推进海洋能技术产业化,拓展蓝色经济空间的答案。

从“能发电”到“稳定发电”

《规划》指出,“十三五”时期将以显著提高海洋能装备技术成熟度为主线,着力推进海洋能工程化应用,夯实海洋能发展基础,实现海洋能装备从“能发电”向“稳定发电”转变,务求在海上开发活动电能保障方面取得实效。

国家海洋局副局长林山青表示,“‘十三五’时期是海洋能发展的重要战略机遇期,我们要加快完善管理制度机制,构建海洋能产业体系,着力提升海洋能装备技术成熟度,加速我国海洋能商业化进程。”

《规划》对“十二五”时期的海洋能发展做出了总结,“十二五”期间,我国海洋能发展迅速,整体水平显著提升,进入了从装备开发到应用示范的发展阶段。基本摸清了海洋能资源总量和分布状况,完成了重点开发区潮汐能、潮流能、波浪能资源评估及选划。4.1兆瓦的江厦潮汐试验电站已稳定运行三十多年,3.4兆瓦模块化大型潮流能发电系统的首套1兆瓦机组实现下海并网发电,100千瓦鹰式波浪能发电装置和60千瓦半直驱式水平轴潮流能发电装置累计发电量均超过3万度,在建海洋能项目总装机规模超过10000千瓦。

“十三五”时期的目标则是到2020年,海洋能开发利用水平显著提升,科技创新能力大幅提高,核心技术装备实现稳定发电,形成一批高效、稳定、可靠的技术装备产品,工程化应用初具规模,一批骨干企业逐步壮大,产业链条基本形成,标准体系初步建立,适时建设国家海洋能试验场,建设兆瓦级潮流能并网示范基地及500千瓦级波浪能示范基地,全国海洋能总装机规模超过50000千瓦,海洋能开发利用水平步入国际先进行列。

海洋能工程化应用为首要任务

从事水资源系统规划与新能源开发利用研究的李晓英在《海洋可再生能源发展现状与趋势》一文中提到,我国海洋能源总量巨大,但分布分散、不均,能流密度低,能量变化大,利用效率不高。另外,海洋能利用技术是海洋、蓄能、土工、水利、机械、材料、发电、输电、可靠性等技术的集成,致使一次性投资大,与常规能源利用相比,经济性不好,影响海洋能利用的推广。

《规划》中也指出,我国海洋能发展仍然面临工程示范规模偏小、技术成熟度不高、创新能力不强、公共平台服务能力不足、产业链尚未形成、政策环境有待完善等问题。

李晓英指出,海洋能的发展趋势是大型化,这有利于提高经济效益;另外一个发展趋势是多种经营、综合利用。

为实现总体目标,突破发展瓶颈,《规划》提出的五大重点任务中,推进海洋能工程化应用排在首位。在推进海洋能工程化应用上,首先提到的是开发高效、稳定、可靠的海洋能技术装备。“我们必须抓住宝贵的发展机遇,主动作为,突破商业化应用瓶颈,实现海洋能跨越式发展。”林山青表示。

就重点开发的技术装备,《规划》提出了具体要求:开展潮流能机组整机、叶片、高可靠传动、水下密封、安装基础等技术优化,重点开发300~1000千瓦模块化、系列化潮流能装备。开展波浪能装备整机、能量捕获、动力输出、锚泊系统等技术优化,重点开发50~100千瓦模块化、系列化波浪能装备。开展万千瓦级低水头大容量潮汐能发电机组设计及制造,形成具备国际市场竞争能力的潮汐能装备。

海洋能技术创新是基础

《规划》指出,要实现海洋能“上规模、提效率”的目标,应以海洋能技术研究为基础,加强海洋能原始创新,发展适合我国海洋能资源特点的高效能量转换新技术、新方法,为海洋能持续快速发展提供科技支撑和发展后劲。

“通过实施科技创新发展,强化研究基础、推动关键技术创新、构建技术创新体系。”林山青表示,我国亟须坚持创新引领,突破技术瓶颈,以加快海洋能商业化步伐。

《规划》提出,在基础研究领域,进一步发展海洋能资源评估方法和模式,重点研发原创性的海洋能发电装置及关键部件,发展自主创新的海洋能发电装置实验室仿真技术方法。

在关键技术领域,发展大功率潮流能发电技术,研发单机500千瓦潮流能机组,掌握高效叶片翼形设计、变桨变速控制、双向转换利用等关键技术,为发展大型潮流能机组奠定基础。开展新一代波浪能发电技术研究,研制单机100千瓦波浪能发电装置,掌握高效能量捕获系统及能量转换系统、恶劣海况下生产保障、锚泊等关键技术,为波浪能发电场建设提供有效支撑。

对“十三五”海洋能技术发展指标,《规划》也作出要求。潮流能技术领域,单机500千瓦潮流能机组,总体转换效率不低于41%,整机无故障运行时间不低于4000小时。波浪能技术领域,单机100千瓦波浪能发电装置,总体转换效率不低于25%,整机无故障运行时间不低于2000小时。温差能技术领域,50千瓦温差能综合利用技术,热力循环效率在温差20℃时达到3.3%,涡轮机效率达85%,系统连续运行时间不少于750小时。

我国海洋能的利用虽然问题很多、难度很大,但是,随着《规划》的出台,有专家预言:海洋能开发利用的前景会越来越广阔,本世纪人类将进入海洋能源开发利用的新时代。




责任编辑: 李颖

标签: 海洋可再生能源

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