我國潮汐能發電緣何緩慢

2020-12-06 和訊科技

近日，國務院通過了《能源發展「

十二五

」規劃》，重點強調發展可再生能源。在這些可再生能源中，水能、風能、太陽能等近年來在我國發展迅猛，海洋能的利用則相對滯後。

就海洋能特別是潮汐能領域中的一些問題，《中國科學報》記者採訪了中國可再生能源協會海洋能專業委員會委員、東北師範大學先進能源研究所所長張雪明教授。

利用技術最成熟

潮汐是在月亮和太陽引力作用下產生的地球表面海水周期性漲落潮運動。這種運動包含兩種形式，一種是海水的垂直升降，也稱潮汐，一種是海水水平流動，稱為潮流，這兩種運動一般統稱為潮汐。

據相關統計，全球海洋中所蘊藏的潮汐能約有109千瓦，目前已開發的潮汐能電站總裝機容量為8×108千瓦，年發電量2×1012千瓦時，約佔全球潮汐能總功率的27%。調查表明，我國潮汐能蘊藏量為110吉瓦，其中可供開發的約21吉瓦，年可發電量580億度。浙江、福建兩省岸線曲折，潮差較大，潮汐能也最為豐富，兩省資源佔我國全部儲量的80%。

「相比其他海洋能，例如波浪能、溫差能、鹽差能等，潮汐能利用是最成熟、最現實的。」對此，張雪明一一舉例說明。

鹽差能蘊藏豐富的地方一般是江河淡水的出海口，數量較少，而且這些地方大多軍事意義重大且多用於航運，只有極少數地方有用鹽差能發電的可能。

而我國溫差能最豐富的地方是南海。但是，當地距離我國用電集中的南方工業區太遠，而且難以解決海上輸電問題。此外，溫差發電技術瓶頸較多，世界上還沒有成功的先例。

此外，我國由於外部島鏈的阻擋，使得波浪能蘊藏量受到制約，波浪能平均值處於全球中等水平。張雪明告訴記者：「東部沿海每年有近一半時間波浪較小。而東南沿海雖然波浪能相對較好，但是其抗颱風能力較差，在每年數次颱風侵襲下波浪能設備損壞嚴重，所以波浪能發電在技術上也有很大困難。」

因此，和其他可再生能源相比，潮汐能的一個突出特點是發電穩定。其發電量不會產生大的波動，而且不佔用農田，成本只有火電的八分之一。

面臨三道坎

據了解，利用潮汐能發電有兩種方式：築壩發電和潮流能發電。築壩發電是在近海築一道壩聚水，利用潮差發電；潮流能發電則是把電機放在表層水下讓潮流衝擊葉輪發電。

據了解，我國從1958年開始研究開發潮汐能利用，各地相繼建設了40多座小型潮汐能發電站。這些發電站因為設備落後、建設質量粗糙、裝機容量太小，建成後運營一段時間便紛紛關停，目前還在運行的僅有3座，且處於微利或虧損運行狀態。作為新能源的潮汐能發電為何進展如此緩慢？

張雪明表示：「建潮汐電站有一個前提，即該地區必須是一個特殊地形。第二個條件是潮差要高。」我國的潮差大部分地區都比較小，最高的只有5米，而國外最高的有17米。因此，我國要建一個潮汐能電站比國外難度要大得多。

潮汐發電一般是在海灣或河灣。這些地方潮流能資源雖然豐富，但往往還有其他更重要的用途，發電只是排位靠後的選項。

「發電是最次要的一個問題，首先要解決的是軍事航道的安全。」張雪明說，潮汐能豐富的地方常常都是一些軍用的航道，是不允許用於發電的。其次是要保證整個地方的經濟發展和交通航運，保證沿海地區經濟開發的要求，最後才能考慮發電的問題。

張雪明指出，潮汐發電必須要滿足上述要求，才能考慮開工建設。

而當潮汐電站開始建設時，技術投資和環境保護則是面臨的第二道、第三道難題。

張雪明表示：「在海洋環境下潮汐能發電會面臨非常複雜的問題。例如，海水的高腐蝕度對發電設備的材料提出了極高要求，極端環境下如十二、十三級大風，能不能保證發電機組完好無損，這些都是要面對的情況。」

此外，國外環保人士對築壩發電的環境影響一直持反對態度。他們認為，築壩發電人為造成壩內外海水生態環境的差異，對壩裡整體環境造成危害。

潮流能發電將成主流

「相對於築壩利用潮差發電，潮流能發電對環境幾乎沒有影響，將是未來發展的主要趨勢。」張雪明指出，潮流能發電是利用潮汐流動的力量衝擊水輪機，其實質很像風力發電，只不過潮汐流動的速度偏小。而且，潮流能發電無須築壩，只是在近海表層下面放置發電機組，一般在20米以內。

「我國潮流能豐富的地區主要是福建、浙江、山東、遼寧和臺灣。而世界上潮流能最豐富的地區是

大西洋

(

600558

,

股吧

)海域，那裡潮流流速很大。我國潮流能流速最大在每秒3米以內，英吉利海峽有的地方每秒流速可達5~6米/秒。」張雪明說。

憑藉豐富的海洋能資源，大西洋周邊的一些國家如

英國

，其潮流能技術發展最早，也最為先進。如今，英國已有幾家商業公司在研發潮流能發電機，其中MCT公司在技術研發上較為領先，已研製出了兆瓦級裝置。

不過，張雪明指出，在潮流能技術方面，國內和國外水平相差不大，沒必要盲目引進國外設備及技術。「由於我國沿海地質環境與國外不同，引進西方的技術和設備不適合我國沿海潮流能發電。因為我國近海大陸架較淺，西方大尺寸的水輪機無法在這種水深情況下運轉。」

據悉，由東北師範大學先進能源研究所承擔的國家

科技

支撐計劃「表層潮流能發電站」已進入示範階段。這些裝機容量20千瓦的潮流能發電機能夠在水深0～30米、流速0.7～3米/秒的條件下工作，經過示範檢驗後將在四五年內推進商業化運行。

「在不遠的將來，我國潮流能發電的商業化發展或將進入一個新的階段。」張雪明說。

《中國科學報》 (2012-11-08 B3 能源周刊)

（責任編輯： HN666）

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