“十三五”期間我國海洋可再生能源發展的幾點思考

金翔龍

（國家海洋局第二海洋研究所，浙江　杭州 310012）

“十三五”期間我國海洋可再生能源發展的幾點思考

金翔龍

（國家海洋局第二海洋研究所，浙江杭州 310012）

我國海洋可再生能源開發利用在"十二五"期間取得了較快的發展，為"十三五"時期實現海洋能穩定發電奠定了堅實基礎，為貫徹落實"建設海洋強國"和"21世紀海上絲綢之路"戰略，必須找準海洋能發展的戰略定位，設立科學有效的發展目標，促進我國海洋能技術早日走上產業化發展道路。

海洋可再生能源；戰略定位；發展目標；保障措施；產業化

海洋可再生能源（以下簡稱“海洋能”）具有開發潛力大、可持續利用、綠色清潔等優勢，但其能量密度不高、分布不均勻、利用難度較大[1]。我國海洋能資源總量較為豐富，分布較廣，種類齊全，但各類型資源不均，多個類型資源的品質不高[2]。當前，我國海洋能發展正迎來新的戰略機遇期。黨的十八大提出了“建設海洋強國”戰略，要求我們加快發展海洋能技術，提升海洋資源開發利用能力?！肮澕s、清潔、安全”的國家能源戰略的提出，成為推動我國海洋能技術不斷走向成熟的強大動力。沿海地區經濟社會發展為海洋能發展提供了穩定而廣泛的市場需求。隨著我國海洋能核心關鍵技術的不斷突破，海洋能裝備制造及運行維護有望早日成長為對經濟社會長遠發展具有重大引領帶動作用的戰略性新興產業。

1　國際海洋能技術現狀及趨勢

近年來，英國、美國、日本等海洋能強國持續加大對海洋能研發應用的投入力度，墨西哥、印度、尼日利亞等發展中國家也都開始加大對海洋能的支持[3]，在國際社會的持續支持和不斷努力下，國際海洋能技術得到了長足發展[4]。世界最大的潮汐電站裝機達254 MW；多個較成熟的潮流能發電機組單機已達1 MW，并開始應用于潮流能發電場建設；多種原理的波浪能發電技術已開展了多年的實海況試驗，個別技術已接近商品化；少數國家開展了溫差能綜合利用技術示范，美國計劃開工建設10 MW級溫差能電站；鹽差能技術進展略顯緩慢[5]。

1.1潮汐能技術方面

傳統攔壩式潮汐能技術早在數十年前就已實現商業化運行。近年來，韓國、俄羅斯等國非常重視建設百萬千萬級潮汐電站。例如，韓國選擇在始華湖建設潮汐電站（254 MW），通過引入外部海水，較好地解決了始華湖水體富營養化嚴重的狀況，自2011年建成運行以來，年均發電量接近5億kW·h。此外，英國、荷蘭等國研究機構還開展了開放式潮汐能開發利用技術研究，提出了潮汐澙湖（Tidal Lagoon）、動態潮汐能（DTP）等具有環境友好特點的新型潮汐能技術，英國塞汶河口潮汐澙湖電站建設申請于2016年獲得政府批準。

可見，傳統攔壩式潮汐電站在向更大裝機規模發展，環境友好型潮汐能技術成為潮汐能研究新的熱點方向。

1.2潮流能技術方面

國際潮流能技術基本成熟，單臺機組最大功率已超過1 MW，基本完成了全比例樣機實海況測試，并進入試商業化運行。英國MCT公司研發的1.2 MW SeaGen潮流能發電裝置計發電已超過900萬kW·h。國際上正在進行的全球最大的潮流能發電場項目——MeyGen計劃于2015年開工，項目總裝機398 MW，一期工程由1臺ARC公司的AR1500及3臺Hammerfest公司的HS1000機組組成，2016年5月，項目并網工程完成建設[6]。

目前來看，水平軸式潮流能技術的成熟度更高，兆瓦級機組示范取得明顯進步，同時，為了適合在淺水區安裝并降低建造成本和海試風險，百千瓦級潮流能技術也正成為研究熱點。

1.3波浪能技術方面

國際波浪能發電技術在近幾年也取得了較快發展，基本進入了實海況示范試驗階段。波浪能發電技術類型較多，主要包括振蕩水柱式、振蕩浮子式和越浪式等，但基本還未具備商業化運行條件。如美國OPT公司的PowerBuoy發電裝置、英國綠色能源公司的Oyster發電裝置等代表性技術，仍處于測試階段。

可以看出，波浪能發電裝置的穩定性和生存性正在穩步提高，陣列化應用會更好地降低開發成本和風險。

1.4溫差能技術方面

美國、日本、韓國、印度等國家比較重視發展海洋溫差能技術。除用于發電外，在海水制淡、空調制冷、海洋水產養殖以及制氫等方面也有著廣泛的應用前景。2013年，日本在沖繩建成50 kW岸基式溫差能綜合利用示范電站[7]，美國和法國正在積極推進10 MW溫差能項目[8]。熱帶島嶼國家正成為溫差能發電應用的潛在市場。

1.5鹽差能技術方面

挪威、荷蘭、日本等國家比較重視發展鹽差能技術，2009年，挪威建成國際首個10 kW鹽差能示范裝置并運行長達 5 a[9]，2013年 10月，荷蘭REDStack公司和日本富士膠片公司合作在荷蘭Afsluitdijk攔海大壩開工建設50 kW基于反向電滲析原理的鹽差能示范電站[10]。

2　我國海洋能技術現狀及存在的問題

我國海洋能開發利用在“十二五”期間取得了較快的發展，代表性技術實現了長期實海況發電的突破，示范工程經驗不斷積累，從業隊伍規?？焖贁U大，為“十三五”時期實現海洋能穩定發電奠定了堅實基礎。

（1）初步摸清了重點區域資源特性

在海洋能資源普查基礎上，完成了渤海、黃海、東海等海洋能重點利用區資源評估及重點開發區選劃[11]。

（2）重點突破了潮流能和波浪能關鍵技術

100多項自主研發的海洋能新技術、新裝置進行了實海況驗證，部分技術達到了國際先進水平，我國成為世界上為數不多的掌握規?；Ｑ竽荛_發利用技術的國家之一。尤其是潮流能技術，我國近年來取得了較快發展，多個潮流能機組開展了長期海試，取得了較好示范運行效果，由舟山聯合動能新能源開發有限公司完全自主研發的LHD模塊化大型海洋潮流能發電機組，以水輪機渦輪集成的模式突破海洋潮流能發電設備大型化的技術瓶頸，擁有50多項國內外核心技術專利，采用雙向可調節水輪機模塊化設計，大大提升了系統的能量采集效率和工作持續性，全天可發電18 h，關鍵設備均位于總成平臺上，便于安裝、調試、維修等工作，重達2 500 t的3.4 MW總成平臺于2016年3月在浙江舟山秀山島海域成功安裝，首批兩套渦輪發電模塊機組（1 MW）于8月26日并入華東電網，昭示著我國正式進入海洋潮流能利用領域世界先進國家行列。此外，哈爾濱工程大學研制的海能系列漂浮式潮流能發電裝置及浙江大學研制的漂浮式發電試驗裝置也在岱山海域開展了長期海試。波浪能技術方面，我國研發了多種原理的發電裝置并開展了長期海試，由中科院廣州能源所完全自主研發的100 kW鷹式波浪能發電裝置，累計發電量已超過3萬度[12]。

（3）持續積累了示范工程經驗

在建海洋能示范工程總裝機規模超過10 000 kW。江廈潮汐能示范電站（4 100 kW）建成30多年來穩定運行，積累了較為豐富的潮汐電站運行數據和運行管理經驗，經過幾次技術升級改造，在機組工況復雜程度、機組效率等方面達到世界先進水平。在浙江健跳港、福建八尺門等地完成了數個萬千瓦級潮汐能電站預可研，并開展了新型潮汐能發電技術研究。

“十三五”時期，我國海洋能開發利用面臨著較為有利的發展形勢。海洋、能源、制造、旅游等多產業融合形成的海洋能產業新業態對海洋能技術發展提出更高要求[13]。為滿足海島及深遠海開發等用電需求，搶占國際競爭戰略制高點，我國海洋能開發利用還面臨著一系列挑戰。

①資源精細化評估和高效轉換機理等理論研究較為薄弱。

②裝置可靠性、生存性等核心技術掌握不足，關鍵部件設計制造技術還較為缺乏。

③海洋能技術成熟度還未達到示范水平，高成本等因素制約了示范規模的提升。

④短期內海洋能還不具市場競爭力，亟需營造與海洋能產業化發展相適應的政策環境。

3　“十三五”海洋能發展目標及定位

國際海洋能技術尚未進入規?；瘧秒A段[14]，為趕超國際先進水平，我們應緊抓“建設海洋強國”與“21世紀海上絲綢之路”戰略機遇，堅持“創新、協調、綠色、開放、共享”發展理念，圍繞海島及深遠海開發用電需求，遵循“夯實基礎、創新驅動、穩定發電、拓展應用”的發展路徑，加快提升海洋能技術自主創新能力，完善發展布局，擴大利用規模，為海洋能產業新業態培育及其發展奠定堅實基礎。

提高基礎研究水平與公共服務能力。進一步創新海洋能發電理論、模型試驗、數值模擬、資源詳查及評估方法、水動力特性、海洋環境影響評估、陣列化應用、綜合利用等方面的基礎研究；開展海洋能發電裝置現場測試、運行維護、并網等公共測試技術基礎研究。到2020年，建成國家級海洋能海上綜合試驗場和專業試驗場，并實現業務化運行。

突破關鍵技術、提升技術成熟度。繼續提高海洋能發電裝置的可靠性、穩定性及可維護性，掌握兆瓦級潮流能機組設計及制造能力，進一步提高百千瓦級波浪能裝置的俘獲效率、可靠性以及生存性[15]，開展50 kW級溫差能利用關鍵技術研究。到2020年，我國潮流能及波浪能等代表性發電技術的技術成熟度達到全比例樣機示范運行階段，溫差能發電技術的技術成熟度達到中試樣機海試階段，開放式潮汐能發電技術實現兆瓦級適用機組設計及加工能力。

強化示范效果、推進海島海洋能應用。依托現有示范工程，穩步推進300 kW級潮流能發電裝置以及50 kW級波浪能發電裝置的海島應用示范，為海洋能發電裝置的持續改進提供實海況試驗依據[16]。到2020年，實現海洋能海島獨立電站及并網發電示范工程的穩定、可靠運行。

4　保障措施及建議

（1）制定并出臺國家海洋能發展規劃

作為戰略性新興產業，海洋能裝備制造及運行維護對經濟社會發展具有重大帶動作用，為搶占國際戰略制高點，有必要加強頂層規劃設計，研究制定我國海洋能中長期發展戰略目標及路線圖，抓緊出臺國家海洋能發展專項規劃，研究制定符合我國國情的海洋能電價補貼、費用分攤、綠色信貸等產業激勵政策，加快推動我國海洋能技術進步，培育海洋能產業快速發展。

（2）逐步建立國家財政引導、社會多元化投入的資金體系

我國海洋能技術仍然處于技術突破與示范應用的關鍵階段，應當堅持國家財政投入為主、社會多元化投入為輔的原則，繼續實施并發揮海洋能專項資金在推進技術創新、提升公共服務能力、加強示范應用等方面的帶動作用，并逐步實現由項目資助與補貼向裝備制造獎勵、電價補貼等多種方式的轉變。同時，積極發揮社會資金的重要作用，拓寬海洋能企業融資渠道，制定進出口設備及售電增值稅等稅收優惠政策，提供貼息貸款或延長還款期限等金融政策，形成社會多元投入支持海洋能發展的良好局面。

（3）全方位完善海洋能創新體系建設

繼續瞄準世界海洋能科技發展前沿，在高等院校建立海洋能學科，加快專業基礎人才培養，不斷提升理論研究水平；支持科研院所加快建立海洋能重點實驗室和公共服務平臺，突破海洋能共性關鍵技術，迅速提升海洋能應用研究能力；加大以企業為主體的自主創新力度，掌握海洋能核心技術，培育一批海洋能產業化及中試基地，構筑科研院所與企業對接的平臺，加強產學研結合，促進國內逐步成熟的海洋能裝備進入規?；a，推動我國海洋能產業化進程。

（4）深化海洋能國際合作，服務“一帶一路”戰略

拓展和深化海洋能國際合作，進一步提升我國在海洋能國際組織中的影響力和發言權；鼓勵企業與英國、美國等發達國家建立海洋能合作研發中心，開展聯合技術攻關。圍繞國家“一帶一路”戰略的實施，推動與“一帶一路”沿線國的海洋能務實合作，聯合組建海洋能基礎設施合作網，啟動海洋能人才聯合培訓計劃，為我國海洋能技術、裝備和服務走向國際市場奠定堅實基礎。

[1]夏登文，康健.海洋能開發利用詞典[M].北京：海洋出版社，2014.

[2]羅續業，夏登文.海洋可再生能源開發利用戰略研究報告[M].北京：海洋出版社，2014.

[3]Carbon Trust.Technology Innovation Needs Assessment Marine Energy:Summary Report[R].2012.

[4]European Commission.Blue Energy:Action Needed to Deliver on the Potential of Ocean Energy in European seas and oceans by2020 and beyond[R].2014.

[5]REN21.Renewables 2014 Global Status Report[R/OL].[2014].http://www.ren21.net/REN21Activities/GlobalStatusReport.aspx.

[6]Jeffrey H.European Arrays and Array Research[C]//The 6th Annual Global Renewable Energy Conference,2013.

[7]Brochard E.DCNS Roadmap on OTEC[C]//The International OTEC Symposium，2013.

[8]Upshaw C R.Thermodynamic and Economic Feasibility Analysis of a 20 MW Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC)Power Plant [R].2012.

[9]Kurihara M,M Hanakawa.Mega-ton Water System:Japanese National Research and Development Project on Seawater Desalination and Wastewater Reclamation[J].Desalination,2013,308:131-137.

[10]Vermaas D A.Energy Generation from Mixing Salt Water and Fresh Water,Smart Flow Strategies for Reverse Electrodialysis[R]. 2014.

[11]國家海洋技術中心.中國海洋能技術進展2014[M].北京：海洋出版社，2014.

[12]國家海洋技術中心.中國海洋能技術進展2015[M].北京：海洋出版社，2015.

[13]IEA OES-IA.Anuual Report 2015[R].2016.

[14]IRENA.Ocean Energy Technology Readiness,Patents,Deployment Status and Outlook[R].2014.

[15]IPCC.Special Report Renewable Energy Sources[R].2011.

[16]ECORYS Research and Consulting.Blue Growth[R].2012.

Several Considerations on the Development of China's Marine Renewable Energy Industry During the 13thFive-Year Plan Period

JIN Xiang-long
Second Institute of Oceanography,SOA,Hangzhou 310012,Zhejiang Province,China

The development and utilization of marine renewable energies(MRE)has achieved great progress in China during the 12th Five-Year Plan period,providing a solid foundation for stable MRE power generation in the 13th Five-Year Plan period.In order to implement China's national strategies of"Building China into a Maritime Power"and"the 21st Century Maritime Silk Road",it is essential to make proper strategic positioning for MRE development,and establish scientific and effective development targets,so as to boost the industrialization of China's MRE technologies.

marine renewable energy(MRE);strategic positioning;development targets;guarantee measures; industrialization

P74

A

1003-2029（2016）05-0001-04

10.3969/j.issn.1003-2029.2016.05.001

2016-03-06

海洋可再生能源專項資金資助項目：海洋能室內測試評價與發展規劃研究，海洋能綜合支撐服務平臺建設（GHME2013ZC01）

金翔龍，中國工程院院士，中國海底科學奠基人之一。