“蓝能”可贵 商业化之路未来可期

不久前，欧洲海洋能源组织发布了《2019年海洋能源发展趋势与统计》报告(以下简称《报告》)。该报告预测，2020年将是海洋能源丰收的一年。

同样，2020年也是中国海洋可再生能源发展第十三个五年计划(以下简称“计划”)的最后一年。按照这一目标，中国海洋可再生能源设备将从“有能力发电”向“稳定发电”转变，海洋能源开发利用水平将进入国际先进行列。

蓝色海洋中蕴藏着巨大的能量。今年会有爆发和转折点吗？

全球战略资源竞争

重力和太阳辐射对海洋“施加”各种影响，导致海洋经历各种形式的变化，如潮汐、潮汐(海洋)流、波浪、温差、盐差等。这些变化可以转化为能量并存在于海洋中。他们有一个统一的名字“海洋能源”。

海洋能源在世界海洋中有着巨大的储量，其资源分布广泛。它被认为是“取之不尽、用之不竭”的能源。

在全球石材能源不断枯竭、生态环境日益恶化的今天，海洋能源作为一种可再生的清洁能源，被认为是一种环境能源或海洋设备的辅助能源，潜力巨大。海洋能源的开发和利用受到世界各国的重视，海洋能源的开发已经成为国际竞争的战略制高点。

今年以来，欧美海洋可再生能源技术发展水平较高的国家和地区不断加大对研发应用的支持力度，建立了较为完善的政策体系。美国推出清洁可再生能源债券等海洋可再生能源开发市场激励措施。许多大规模的研究和商业化项目正在英国实施。欧盟2020计划将继续支持海洋能源发展，如潮汐能示范、波浪能发电和海水淡化综合利用。

近年来，中国十分重视海洋可再生能源的开发利用，发展前景十分广阔中国科学院广州能源研究所海洋能源研究室研究员吴碧军告诉《中国科学日报》。

中国设立了专门的海洋可再生能源项目，并出台了《海洋可再生能源发展第十三个五年计划》和《国民海洋经济发展第十三个五年计划》等政策。它促进了一批技术实验的形成，吸引了社会资金和大量人才投资于这一领域的发展，逐步形成了产业链，产业规模也在发展。根据自然资源部国家海洋技术中心发布的《中国海洋能源2019年年度进展报告》，截至2018年底，中国海洋能源电站总装机容量为7.4兆瓦，累计发电量超过2.34亿千瓦时。

“海洋能源资源的特点与海洋环境有关。不同的纬度、气候带、海岸线和水深有不同的资源。我国的主要特点是分布广泛，类型多样，资源丰富，但密度低。”中国海洋大学工程学院教授史宏达告诉《中国科学日报》。

根据“908专项”和海洋可再生能源专项评估结果，我国近海潮汐能、潮流能、波浪能、温差能和盐差能的潜在资源约为6.97亿千瓦，技术开发能力约为6600万千瓦，发展潜力巨大。

在全球竞争中寻找海洋的蓝色宝藏。在西洪达看来，现阶段每年都取得进展，但没有爆发结果的迹象。现在谈论“海洋能源的收获年”还为时过早，“目前的海洋能源比10年前更加合理，因此步伐更加平稳。”

更多“能力”和克服困难

海洋能的主要用途是发电。低功率海洋能源装置可用于岛屿灯塔、航道信标和海洋观测浮标系统。大功率海洋能装置可实现并网或独立供电，为偏远岛屿和海洋资源开发设施提供清洁能源。

为了充分、高效地获取海洋可再生能源，中国根据能源资源的分布和特点，推动多种“能源”同步发展，各种新技术不断涌现。

在潮汐能方面，研究表明，中国的潮汐能技术起步较早，与国际先进水平相差不远。建于1980年的江夏潮汐实验电站(4.1兆瓦)目前装机容量居世界第四位。自2010年以来，中国已相继启动了几个万千瓦潮汐电站项目，包括建条港、乳山口、八七门和马陆湾。在潮流能方面，主要潮流能发电技术已全面进入海洋试验阶段，实现了兆瓦级潮流能发电机组的开发和并网运行。

吴碧君说，就波浪能而言，与潮汐能、温差能和盐差能相比，其分布是有限的。波浪能是一种分布广泛的海洋能源，具有最丰富的开发技术形式。哪里有海洋，哪里就有波浪，而波浪能是海洋表面波浪所拥有的动能和势能。

就我国而言，在台风等灾害性海洋气候条件下，确保安全运行和提高转换效率是波浪能装置开发利用的难点和方向他介绍说，目前，波浪能转换技术主要有:振荡水柱式、振荡浮子式、越浪式等。

基于自主创新，中国波浪能技术取得了巨大进步。由中国科学院广州能源研究所开发建设的10kW“鹰1号”波浪发电装置，首次实现了中国浮式波浪发电装置在真实海况下的长期稳定运行和在台风海燕袭击下的有效发电。其升级版的“万山”100千瓦鹰型波浪发电装置也已成功运行。据广州能源研究院“万山”开发负责人介绍，目前已发电18万多千瓦时，实现了波浪发电技术在近海和近海并网应用的示范，为中国海洋开发活动提供了新的能源供应技术。

针对传统振荡水柱技术结构简单、安全可靠但转换效率低的问题，中国科学院广州能源研究所进行了深入研究，取得了技术突破。作为该项技术的负责人，吴碧军告诉《中国科学报》，2019年，国家海洋技术中心对该项技术的测试结果显示，波电转换效率达到50.73%，实现了转换效率、可靠性和安全性的“三高”。它可以用作海上“充电宝”，为海上测量仪器、海洋牧场、岛屿等供电。

“转换效率的提高为降低发电成本奠定了技术基础。据保守估计，经过未来几年的发展，波浪能的装机成本将从1千瓦下降到3万元。吴碧筠说道。

此外，温差能、盐温差能等进行了相应的技术原理探索和试验。

“我国积累了各种技术，也从失败中吸取了教训。总的来说，我国海洋能源技术的发展基本接近6级，也就是说，已经形成了一个模型样机。他们中的一些人冲进了8级，也就是说，他们被释放并在海上投入试运行，但这不是绝对的。”史宏达说，目前，新的想法和装置仍在引进，但还没有像风力发电那样最终确定下来。

站在商业化的门口

该计划指出，中国应加快海洋能源的商业化。

"我们正站在商业化的门口，但我们还没有进入."谈到目前我国海洋能源的商业化程度，史宏达如是说。他说，中国仍然存在制约发展的技术瓶颈，如建筑技术(加工精度、强度、耐久性等)。)、系泊对冲技术、防腐防污技术、部署维护技术和多功能互补技术。

中国可再生能源学会海洋能源专业委员会副主任、国家海洋局第一海洋研究所研究员刘为民在《海洋可再生能源开发利用与技术进步》中也指出，海洋能源发电设备系统集成技术、关键部件设计制造技术、海洋能源设备测试技术等核心技术尚未取得根本性突破。装置的转换效率、可靠性和稳定性普遍不高，示范项目的进度和效果不尽如人意。

在不断的技术突破过程中，需要满足哪些条件才能进入商业化的“大门”？如果你想充分利用海洋能源，你必须有一个“领域”。就像一个风力发电厂，你必须有一个海洋能量电场来形成一个阵列。一台设备无法工作，一个小小的海域也无法计数。”

吴碧筠还指出，降低成本非常重要。除了探索发电平台的综合利用之外，还有必要寻找其他更好的技术路线。

基于独特的海洋资源禀赋和条件，中国应该走什么样的特色发展道路？

史宏达首先分析了各种能源物种。潮流能可能是下一个工业能源种类，但这取决于选址。潮汐能技术是最充分的，但由于对岸线资源的占用，它不太符合中国的国情。波浪能分布最广，但其技术成熟度仍有待提高，特别是其安全成本过高。

“在开发过程中，第一步是将海洋能源用于海洋用途，并建立一个具有互补能力的岛屿微电网。第二步是将海洋能转化为陆地，发展海洋能电场，实现并网。”他说。

去年9月，由shhongda首席科学家承担的“基于我国资源特点的海洋能源高效利用创新技术研发”国家重点研发项目正式启动，重点分析我国海洋能源资源及潮汐能、潮汐能、波浪能和实验测试技术五大方面，为推进商业化进程提供技术支持。

“值得注意的是，欧洲企业和大学已经投资于研发，但真正的投资来自国家政策及其相关的风险资本。在保证资金和控制风险的前提下，开发海洋能源史宏达表示“未来商业化的道路总体上是乐观的，但需要建立一个持续的团队和平台，并准备再走10年的艰苦道路。”