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中國波浪能、潮流能、潮差能運(yùn)行裝機(jī)規(guī)模分別居全球第一、第二和第三 海洋能技術(shù)突破驅(qū)動(dòng)全球規(guī)?;?jìng)逐
發(fā)布時(shí)間:
2025-05-22 14:15
來源:
中國能源網(wǎng)
訪問量:
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2025-05-22 14:15
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中國能源網(wǎng)
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海洋能是重要的綠色可再生能源,包括潮汐能(含潮差能和潮流能)、波浪能、溫差能、鹽差能等。據(jù)《中國能源報(bào)》記者不完全統(tǒng)計(jì),1—4月已有幾十項(xiàng)有關(guān)波浪能、潮汐能的發(fā)明專利在國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提出申請(qǐng),其中包括氣動(dòng)式波浪發(fā)電消浪裝置、利用波浪能的漂浮式海上發(fā)電用維護(hù)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)等。
從2022年我國首臺(tái)兆瓦級(jí)潮流能發(fā)電機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”成功投運(yùn),到2023年我國首個(gè)單臺(tái)裝機(jī)功率1兆瓦的漂浮式波浪能發(fā)電裝置“南鯤號(hào)”成功并網(wǎng),近年來我國海洋能技術(shù)迎來快速發(fā)展。與此同時(shí),海外圍繞波浪能、潮汐能等海洋能技術(shù)研發(fā)和投資也在持續(xù)升溫,澳大利亞、英國等國都在推進(jìn)相關(guān)技術(shù)研發(fā)和商業(yè)部署。
■■我國海洋能規(guī)模化利用加速
我國在波浪能、潮汐能等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑、并跑到趕超的突破,技術(shù)從前期的實(shí)驗(yàn)室研究逐步走向了工程實(shí)用化,處于產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化的關(guān)鍵時(shí)期。根據(jù)自然資源部《2024年中國海洋經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》,2024年全國海洋生產(chǎn)總值首次突破10萬億元,潮流能、波浪能等海洋能研發(fā)穩(wěn)步推進(jìn)。
國家海洋技術(shù)中心主任、黨委書記彭偉指出,立足我國海洋能資源特性,我國先后布局實(shí)施一批潮流能、波浪能規(guī)模化示范工程項(xiàng)目,截至目前,我國波浪能、潮流能、潮差能運(yùn)行裝機(jī)規(guī)模分別居全球第一、第二和第三,海洋能裝備與國際先進(jìn)水平基本同步,積累了較豐富的工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn),為實(shí)現(xiàn)規(guī)?;玫於肆己没A(chǔ)。
去年9月,我國首套發(fā)電功率達(dá)到100千瓦并通過中國船級(jí)社審核認(rèn)證的可自航波浪能發(fā)電平臺(tái)——“集大4號(hào)”可自航混流氣動(dòng)式波浪能發(fā)電平臺(tái)正式下水。該平臺(tái)擁有多項(xiàng)獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)核心技術(shù),能夠高效地俘獲波浪能,并具有更寬的波浪響應(yīng)頻帶寬度,提高了波浪能的轉(zhuǎn)換和傳遞效率。同時(shí),該平臺(tái)還配備了完整的油電混合驅(qū)動(dòng)裝置、舵機(jī)和駕駛裝置,能夠以一定航速自由航行于海面,靈活前往任何需要的海域進(jìn)行發(fā)電,且具備有效躲避臺(tái)風(fēng)的能力。
2月,自然資源部、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部、中國科學(xué)院、國家能源局六部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)海洋能規(guī)?;玫闹笇?dǎo)意見》指出,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。其中,探索潮流能、波浪能開發(fā)利用前沿技術(shù),支持兆瓦級(jí)潮流能發(fā)電、波浪能發(fā)電以及大功率溫差能綜合利用等關(guān)鍵核心裝備技術(shù)攻關(guān)等;實(shí)施百兆瓦級(jí)潮流能重點(diǎn)工程,在潮流能資源富集區(qū)域,支持將潮流能發(fā)電作為沿海地區(qū)及海島綠色能源補(bǔ)充解決方案之一;推進(jìn)波浪能規(guī)?;茫诓ɡ四苜Y源富集區(qū)域,穩(wěn)步推進(jìn)建設(shè)兆瓦級(jí)波浪能規(guī)模化試點(diǎn)工程。
■■海洋能技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新不斷
中國石油企業(yè)協(xié)會(huì)《中國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展報(bào)告藍(lán)皮書(2023—2024)》指出,2024年全球海洋能裝機(jī)容量穩(wěn)步提升,波浪能、潮汐能等技術(shù)取得顯著突破。
根據(jù)美國能源信息署數(shù)據(jù),美國沿海波浪理論年發(fā)電潛力高達(dá)2.64萬億千瓦時(shí),相當(dāng)于2023年全美公用事業(yè)規(guī)??偘l(fā)電量的63%。歐洲、日本、澳大利亞和新西蘭海岸也有巨大的波浪能發(fā)電潛力,其中歐洲波浪能年發(fā)電潛力估計(jì)高達(dá)2800太瓦時(shí),約是2023年全球核電發(fā)電量的107.6%。
當(dāng)前,歐盟已出臺(tái)政策措施鼓勵(lì)更多的波浪能項(xiàng)目,目標(biāo)是2030年前開發(fā)1吉瓦的產(chǎn)能,2050年前開發(fā)40吉瓦的產(chǎn)能。去年9月,美國能源部水力發(fā)電技術(shù)辦公室表示,將在未來5年為波浪能開發(fā)和測(cè)試提供高達(dá)1.125億美元資金,這是迄今美國對(duì)波浪能最大投資。
3月,西澳大學(xué)海洋能源研究中心研究團(tuán)隊(duì)宣布,在澳西南海岸奧爾巴尼海域測(cè)試一個(gè)名為Moored Multi-Mode Multibody的新型波浪能轉(zhuǎn)換器?!蹲匀弧菲诳赋?,該裝置采用鉸接浮筒連接雙鋼架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),浮筒隨波浪起伏運(yùn)動(dòng)時(shí),鋼架會(huì)像蝴蝶翅膀般上下扇動(dòng),帶動(dòng)鉸接處發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。
西澳大學(xué)海洋能源研究中心指出,波浪能技術(shù)當(dāng)前仍呈現(xiàn)零散突破狀態(tài),開放共享原則將推動(dòng)研發(fā)進(jìn)程。西澳大學(xué)海洋能源研究中心主任克里斯托夫·高丹表示:“以往波浪能產(chǎn)業(yè)各自為戰(zhàn),我們是首個(gè)完全開放信息的波浪能項(xiàng)目,將公開分享所有經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、采集數(shù)據(jù)及發(fā)電成果。”
英國作為波浪能發(fā)電技術(shù)研究和應(yīng)用的領(lǐng)先國家之一,擁有多個(gè)波浪能發(fā)電示范項(xiàng)目。此外,英國還擁有全球第二大潮汐差,一直希望通過潮汐發(fā)電獲得長期可靠電力并強(qiáng)化海岸防護(hù)。英國蘭卡斯特大學(xué)日前提出一個(gè)潮汐發(fā)電方案,可以抵御海平面上升對(duì)棲息地與海岸線威脅。
■■高成本是影響商業(yè)落地關(guān)鍵
國際能源署預(yù)計(jì),到2050年全球海洋能源裝機(jī)有望達(dá)到300吉瓦、發(fā)電量將達(dá)到87太瓦時(shí),為全球創(chuàng)造68萬個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì),減少5億噸碳排放,貢獻(xiàn)3400億美元的總增加值。波浪能、潮汐能等海洋能源技術(shù)突破將對(duì)全球脫碳進(jìn)程產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,包括為缺乏穩(wěn)定電網(wǎng)的沿海及島嶼社區(qū)提供清潔替代方案、為人工智能帶來的“電力饑渴”提供高效供能解決方案等。
以波浪能為例,相較于“風(fēng)光”發(fā)電的波動(dòng)性,波浪能可以提供穩(wěn)定的基荷電力,這將極大增強(qiáng)可再生能源占比提升后的電網(wǎng)韌性,大幅降低對(duì)鋰離子電池等儲(chǔ)能技術(shù)的依賴。不過,波浪能技術(shù)仍面臨成本高企、安裝復(fù)雜、并網(wǎng)困難等商業(yè)化障礙。一方面,波浪能的能量特性復(fù)雜多變,其波高、波長、周期等參數(shù)隨時(shí)間和空間的變化較大,這給波浪能發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)和優(yōu)化帶來了很大的困難。另一方面,波浪能發(fā)電裝置長期處于惡劣的海洋環(huán)境中,受到海水腐蝕、海浪沖擊、海生物附著等多種因素的影響,其可靠性和耐久性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。更重要的是,波浪能發(fā)電裝置研發(fā)、制造、安裝和維護(hù)產(chǎn)生的高成本,仍是制約其大規(guī)模商業(yè)化落地的關(guān)鍵因素。
當(dāng)前,全球多國通過技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)?;渴?、政策支持及跨領(lǐng)域協(xié)同等策略破解波浪能、潮汐能等海洋能開發(fā)的高成本難題。根據(jù)《關(guān)于推動(dòng)海洋能規(guī)?;玫闹笇?dǎo)意見》,我國引導(dǎo)央企投入海洋能開發(fā)利用,鼓勵(lì)各類金融機(jī)構(gòu)依法合規(guī)加大支持力度。鼓勵(lì)民營企業(yè)和社會(huì)資本投入海洋能開發(fā)利用。美國和歐盟在資金補(bǔ)貼與市場(chǎng)機(jī)制方面下功夫,法國朗斯潮汐電站就是通過政府補(bǔ)貼實(shí)現(xiàn)電價(jià)0.10歐元/千瓦時(shí),接近陸上風(fēng)電水平。
規(guī)?;峭苿?dòng)海洋能開發(fā)成本下降的最有效路徑。根據(jù)國際能源署海洋能系統(tǒng)技術(shù)合作計(jì)劃預(yù)測(cè),按照全球1.8億千瓦潮流能部署規(guī)模,以12.5%適度成本下降率估算,預(yù)計(jì)可在2049年實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng),并拉動(dòng)直接投資1700億美元。
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