海洋能是重要的綠色可再生能源，包括潮差能、潮流能、波浪能、溫差能、鹽差能等。近年來，我國高度重視海洋能發(fā)展。2025年1月1日起施行的能源法明確提出，國家促進(jìn)海洋能規(guī)模化開發(fā)利用。
我國海洋能發(fā)展現(xiàn)狀如何？如何突破當(dāng)前海洋能開發(fā)瓶頸？帶著這些問題，科技日報(bào)記者來到我國潮流能資源最富集的地區(qū)——舟山進(jìn)行探訪。
能源體系的“特種兵”
“海洋能資源是可再生能源的重要組成部分。它開發(fā)潛力大，具有綠色清潔、預(yù)測性強(qiáng)、可就近消納等優(yōu)勢。”國家海洋技術(shù)中心海洋能項(xiàng)目管理辦公室副主任王冀介紹。
以潮流能為例。潮流能是月球和太陽的引潮力使海水產(chǎn)生周期性往復(fù)水平運(yùn)動(dòng)而形成的動(dòng)能，其發(fā)電設(shè)備直接置于水中。受海岸形態(tài)和海底地形等因素的影響，潮流能資源主要集中在群島地區(qū)的海峽、水道及海灣的狹窄入口處。“這些地方流速較大，伴生的能量也巨大。”王冀說。
潮流能的發(fā)電原理和風(fēng)力發(fā)電類似，將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。形象地說，潮流能發(fā)電機(jī)組就像是“水里的風(fēng)力發(fā)電機(jī)”。
潮汐周而復(fù)始。相比于風(fēng)電、太陽能等新能源，潮流能的穩(wěn)定性、可預(yù)測性更強(qiáng)。王冀告訴記者，這一特性也有利于潮流能設(shè)施的投放、建設(shè)。“我們可以根據(jù)計(jì)算模型，綜合評(píng)估流速、流向等因素，獲得最佳選址，提高資源利用效率。”他說。
同時(shí)，因?yàn)樗拿芏雀哂陲L(fēng)的密度，在單位面積下，潮流能的能量捕獲效率高于風(fēng)能。這意味著可以利用較小尺寸的水輪機(jī)，獲得較大功率輸出。
海洋能是一種重要的補(bǔ)充能源。王冀把海洋能比作能源體系里的“特種兵”，尤其是對于土地資源有限的海島地區(qū)，海洋能是重要的替代能源。他特別提到，我國海洋能資源富集省份也是用電大省，在這些地方推廣海洋能可實(shí)現(xiàn)就地消納、利用。“發(fā)展海洋能有利于緩解東部沿海地區(qū)、偏遠(yuǎn)海島和深遠(yuǎn)海設(shè)施設(shè)備的電力短缺問題，對構(gòu)建新型能源體系、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、建設(shè)海洋強(qiáng)國具有重要意義。”他說。
技術(shù)發(fā)展國際領(lǐng)先
我國海洋能資源豐富。在優(yōu)良的資源條件下，相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)早早開展了技術(shù)探索，一些領(lǐng)域已走在國際前列。
舟山地區(qū)在20世紀(jì)70年代就已開展潮流能技術(shù)研發(fā)工作。截至目前，舟山已有多家國有企業(yè)、民營企業(yè)參與到潮流能開發(fā)工作中。
記者坐船行至舟山市普陀山島與葫蘆島之間，舟山潮流能示范工程建設(shè)項(xiàng)目（以下簡稱“示范項(xiàng)目”）就位于這片海域。該項(xiàng)目由國家海洋可再生能源專項(xiàng)資金支持、中國長江三峽集團(tuán)有限公司承擔(dān)。中國三峽集團(tuán)上海勘測設(shè)計(jì)研究院舟山潮流能項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陸忠民告訴記者，示范項(xiàng)目是離岸式海上潮流發(fā)電和測試平臺(tái)，共布置1個(gè)示范泊位和3個(gè)測試泊位，并在葫蘆島南側(cè)建造岸基集控中心。
作為我國首個(gè)具備公共測試和示范功能的公益性開放型國家級(jí)潮流能試驗(yàn)場，示范項(xiàng)目集潮流發(fā)電和測試、海上升壓、檢修等功能于一體，于2024年底通過驗(yàn)收。它為國內(nèi)外潮流能發(fā)電機(jī)組提供完善的測試條件，服務(wù)眾多研發(fā)機(jī)構(gòu)和廠家，為舟山提供綠色電力。
在另一邊的秀山島海域，從空中俯瞰，一把“小提琴”和一架“古箏”露出水面。杭州林東新能源科技股份有限公司副總裁陳歷介紹，這是林東潮流能發(fā)電項(xiàng)目的總成平臺(tái)。平臺(tái)上承載了發(fā)電模塊以及各種電力設(shè)備，發(fā)電機(jī)組采用模塊化設(shè)計(jì)，置入總成平臺(tái)運(yùn)行發(fā)電。
陳歷說，“平臺(tái)式+模塊化”設(shè)計(jì)是該項(xiàng)目特色，有效解決了海上安裝、運(yùn)行維護(hù)、電力輸送等關(guān)鍵問題。“例如，總成平臺(tái)上裝有機(jī)艙，相關(guān)零部件的維護(hù)能在平臺(tái)上進(jìn)行，大大降低了維護(hù)難度。”陳歷介紹，這一設(shè)計(jì)具有裝機(jī)功率大、資源利用率高、環(huán)境友好性強(qiáng)、海域兼容性好、項(xiàng)目可復(fù)制性強(qiáng)等優(yōu)勢。
目前我國潮流能開發(fā)利用技術(shù)發(fā)展快速，同時(shí)在穩(wěn)定性、可靠性、可維護(hù)性方面達(dá)國際領(lǐng)先水平。2022年2月24日，我國首臺(tái)兆瓦級(jí)潮流能發(fā)電機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”在舟山海域成功下海。截至今年3月17日，“奮進(jìn)號(hào)”并網(wǎng)送電超489萬千瓦時(shí)，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間居國際前列。
未來分類有序開發(fā)
隨著技術(shù)不斷成熟，以潮流能為代表的海洋能發(fā)電技術(shù)，已經(jīng)走到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵階段。“目前，我國海洋能示范工程規(guī)模總體偏小，發(fā)電成本較高，相關(guān)電站持續(xù)運(yùn)維壓力較大。海洋能規(guī)模化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的部分關(guān)鍵核心技術(shù)亟待突破，裝備可靠性和經(jīng)濟(jì)性仍有待提高。”王冀說。
此外，對現(xiàn)有資源情況掌握不全面，也是海洋能利用的一大瓶頸。“海洋能開發(fā)要進(jìn)一步‘摸清家底’，資源潛力需依據(jù)最新開發(fā)能力進(jìn)一步進(jìn)行科學(xué)測算，調(diào)查更多具有資源開發(fā)能力和價(jià)值的水道，掌握更詳細(xì)的資源分布特點(diǎn)。”王冀說。
相關(guān)部門已開始行動(dòng)。今年2月，自然資源部等六部門聯(lián)合出臺(tái)《關(guān)于推動(dòng)海洋能規(guī)模化利用的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《指導(dǎo)意見》），對科學(xué)核算資源潛力、強(qiáng)化科技創(chuàng)新引領(lǐng)、持續(xù)擴(kuò)大工程試點(diǎn)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境、加強(qiáng)開放合作發(fā)展等方面進(jìn)行部署。
《指導(dǎo)意見》提出，力爭到2030年，海洋能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到40萬千瓦，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，形成系列高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的海洋能技術(shù)裝備產(chǎn)品，培育一批具有較強(qiáng)技術(shù)研發(fā)能力和全球競爭力的海洋能規(guī)模化開發(fā)利用企業(yè)。《指導(dǎo)意見》還提出“科學(xué)核算，規(guī)劃引領(lǐng)”的發(fā)展原則，要求分類分區(qū)開展海洋能資源調(diào)查和潛力核算，明晰資源分布，立足資源稟賦條件，適度前瞻預(yù)留發(fā)展空間，提升資源節(jié)約集約利用水平。
“我們還將積極鼓勵(lì)沿海地方，在國土空間規(guī)劃、海岸帶及近岸海域空間規(guī)劃編制實(shí)施過程中，統(tǒng)籌考慮海洋能用地用海用島需求和生態(tài)保護(hù)要求，在國土空間規(guī)劃‘一張圖’上前瞻布局海洋能潛在開發(fā)區(qū)域，推動(dòng)海洋能分類有序開發(fā)。”自然資源部戰(zhàn)略經(jīng)濟(jì)司有關(guān)負(fù)責(zé)人表示。