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(lái)，我國(guó)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(guó)家促進(jìn)海洋能規(guī)模化開(kāi)發(fā)利用。
我國(guó)海洋能發(fā)展現(xiàn)狀如何？如何突破當(dāng)前海洋能開(kāi)發(fā)瓶頸？帶著這些問(wèn)題，科技日?qǐng)?bào)記者來(lái)到我國(guó)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(kāi)發(fā)潛力大，具有綠色清潔、預(yù)測(cè)性強(qiáng)、可就近消納等優(yōu)勢(shì)。”國(guó)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(yáng)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(shuō)。
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(shuō)，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(yáng)能等新能源，潮流能的穩(wěn)定性、可預(yù)測(cè)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(shuō)。
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(duì)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(guó)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(wèn)題，對(duì)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(guó)具有重要意義。”他說(shuō)。
技術(shù)發(fā)展國(guó)際領(lǐng)先
我國(guó)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(kāi)展了技術(shù)探索，一些領(lǐng)域已走在國(guó)際前列。
舟山地區(qū)在20世紀(jì)70年代就已開(kāi)展潮流能技術(shù)研發(fā)工作。截至目前，舟山已有多家國(guó)有企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)參與到潮流能開(kāi)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(jiǎn)稱“示范項(xiàng)目”）就位于這片海域。該項(xiàng)目由國(guó)家海洋可再生能源專項(xiàng)資金支持、中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司承擔(dān)。中國(guó)三峽集團(tuán)上海勘測(cè)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(cè)試平臺(tái)，共布置1個(gè)示范泊位和3個(gè)測(cè)試泊位，并在葫蘆島南側(cè)建造岸基集控中心。
作為我國(guó)首個(gè)具備公共測(cè)試和示范功能的公益性開(kāi)放型國(guó)家級(jí)潮流能試驗(yàn)場(chǎng)，示范項(xiàng)目集潮流發(fā)電和測(cè)試、海上升壓、檢修等功能于一體，于2024年底通過(guò)驗(yàn)收。它為國(guó)內(nèi)外潮流能發(fā)電機(jī)組提供完善的測(cè)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(shuō)，“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(wèn)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(shì)。
目前我國(guó)潮流能開(kāi)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(guó)際領(lǐng)先水平。2022年2月24日，我國(guó)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(wàn)千瓦時(shí)，連續(xù)運(yùn)行時(shí)間居國(guó)際前列。
未來(lái)分類有序開(kāi)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(guó)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(shuō)。
此外，對(duì)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(kāi)發(fā)要進(jìn)一步‘摸清家底’，資源潛力需依據(jù)最新開(kāi)發(fā)能力進(jìn)一步進(jìn)行科學(xué)測(cè)算，調(diào)查更多具有資源開(kāi)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(shuō)。
相關(guān)部門(mén)已開(kāi)始行動(dòng)。今年2月，自然資源部等六部門(mén)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(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》），對(duì)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(kāi)放合作發(fā)展等方面進(jìn)行部署。
《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出，力爭(zhēng)到2030年，海洋能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到40萬(wàn)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(jìng)爭(zhēng)力的海洋能規(guī)模化開(kāi)發(fā)利用企業(yè)。《指導(dǎo)意見(jiàn)》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(kāi)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(guó)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(guò)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(guó)土空間規(guī)劃‘一張圖’上前瞻布局海洋能潛在開(kāi)發(fā)區(qū)域，推動(dòng)海洋能分類有序開(kāi)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。