直擊海洋能規(guī)?；瘧?潮起潮落間打造“藍色能源基地”

央視網(wǎng)消息：海洋能，是以海水為介質(zhì)，由潮汐、波浪、海流等物理海洋過程所蘊含的能量和以河口海域水體鹽度差以及表層與深層海水間溫度差等形態(tài)貯存的能量，主要包括潮差能、潮流能、波浪能、溫差能和鹽差能。目前，海洋能已成為國際能源競爭的重要領(lǐng)域，歐盟、英國、美國等主要經(jīng)濟體紛紛謀求將海洋能打造成為風電之后的下一個海上能源產(chǎn)業(yè)?！笆逦濉币?guī)劃建議提出，要推進海洋能源資源和海域海島開發(fā)利用。當前，我國正加快推進海洋能規(guī)?；_發(fā)利用。力爭到2030年，海洋能裝機規(guī)模達到40萬千瓦。

探索風能與波浪能協(xié)同發(fā)電 試驗首次開展

目前，我國海洋能利用還在產(chǎn)業(yè)培育階段。在天津的國家海洋技術(shù)中心，有一個長130米、寬18米的大型實驗水池，能精準模擬海上的風、浪、流?？偱_央視記者走進海洋動力環(huán)境實驗室，見證一場國內(nèi)首次開展的“風能——波浪能聯(lián)合發(fā)電裝置陣列模型”試驗。

實驗水池中，三組裝置正在模擬的海洋環(huán)境中起伏運轉(zhuǎn)。這些裝置并非隨意擺放，而是以特定陣列組合，探索風能與波浪能如何協(xié)同發(fā)電。國家海洋技術(shù)中心高級工程師王花梅介紹，三套裝置組成一個小的陣列單元，探究陣列不同形式和陣列之間不同間距，來探索這個裝置陣列什么時候性能最優(yōu)，發(fā)電效率最高。

王花梅表示，波浪能目前正處于從“單個樣機”向“規(guī)?；嚵小卑l(fā)展的關(guān)鍵階段。眼下，這個實驗已經(jīng)開展了三個星期，這場實驗不僅是技術(shù)的驗證，更是海洋能走向規(guī)?；瘧玫摹瓣P(guān)鍵一躍”。

“微電網(wǎng)”模擬平臺：讓海洋能“聽話”

海洋潮起潮落蘊含著豐富的能量，也伴隨著巨大的挑戰(zhàn)。如何更好“駕馭”風、浪、流，實現(xiàn)海洋能的高效應用？在國家海洋技術(shù)中心，一套自主研發(fā)的“海洋能多能互補模擬平臺”正在嘗試解決這個難題。

記者在現(xiàn)場看到，這套系統(tǒng)能精準復刻海洋能的發(fā)電特性，并模擬真實海島的用電規(guī)律進行調(diào)節(jié)。專家介紹，這個模擬平臺可以開展微電網(wǎng)“源荷儲”協(xié)調(diào)控制和經(jīng)濟運行研究，通過制定科學的能量管理控制策略，可以保證能量平衡，實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

這意味著平臺不僅能模擬發(fā)電，還能模擬用電，并通過智能調(diào)度實現(xiàn)電力供需的動態(tài)平衡。專家稱，目前，這個“微電網(wǎng)”技術(shù)已經(jīng)從實驗室走向了島礁應用，最早應用是在山東省即墨市大管島。

浙江舟山：世界單機最大潮流能機組發(fā)電量突破600萬千瓦時

海洋能是重要的綠色可再生能源，潮流能是我國重點推進規(guī)?；瘧玫暮Ｑ竽苤?。近日，位于浙江舟山的世界單機最大潮流能機組發(fā)電量突破600萬千瓦時，這座世界上首座海洋潮流能發(fā)電站究竟怎樣輸送“藍色電力”？

記者來到浙江舟山岱山縣的秀山島，腳下的這座建筑就像橫跨在兩座島嶼之間的一架“小提琴”，矗立在這滾滾海流之上。它就是世界首座海洋潮流能發(fā)電站——LHD電站。

什么是潮流能？為何開發(fā)難？

說起潮流能，相信有些朋友還比較陌生。什么是潮流能？簡單來說就是你在海邊看到的潮起潮落。潮起潮落怎么發(fā)電呢？接下來，讓我們一起“潛入水下”。在海面下我們可以看到一座座“水下大風車”，這就是發(fā)電用的機組。這種特殊的葉片讓海流無論來自哪個方向都能帶動它高速旋轉(zhuǎn)，從而推動發(fā)電機發(fā)電，這就是潮流能發(fā)電。

與風能、太陽能相比，潮流能具有“可預測性強、能量密度高、不占用陸地、對生態(tài)環(huán)境影響小”等優(yōu)勢，被國際能源界譽為“藍色油田”。然而，潮流能的開發(fā)和利用卻面臨多重世界性難題：比如機組要抵御強臺風，以及“扛住”海水的高鹽度腐蝕和洋流沖擊；復雜海況下設(shè)備如何安裝與維護；以及要能持續(xù)穩(wěn)定的并網(wǎng)發(fā)電。正因如此，盡管國際上多個國家早在上世紀末便啟動研發(fā)，卻始終未能實現(xiàn)長期穩(wěn)定并網(wǎng)發(fā)電。因此，我國LHD電站超900萬千瓦時的發(fā)電量和連續(xù)8年并網(wǎng)時長，交上了一份耀眼的答卷。目前，國際上其他利用潮流能發(fā)電的國家穩(wěn)定并網(wǎng)發(fā)電時間大都不超過一年。

中國如何實現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”？

若論開始時間，中國的潮流能開發(fā)并不算早。那么LHD電站又是如何實現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”？這離不開中國科研團隊在技術(shù)路徑上的獨特創(chuàng)新。

一方面，采用了“平臺式+模塊化”設(shè)計。LHD沒有采用國外主流的“海底固定式”結(jié)構(gòu)，而是將發(fā)電機組設(shè)計為可拆卸、可替換的“樂高式”模塊，實現(xiàn)了“哪里壞了換哪里”，極大降低了維護成本與難度。二是抗臺風與防腐技術(shù)。機組采用特殊材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計可抵御16級強臺風，核心部件防腐技術(shù)使其能在惡劣海況下安全運行超過5年。三是電網(wǎng)適配與智能調(diào)度。電站采用全功率變流技術(shù)，實現(xiàn)電能平滑接入；并通過高精度預測系統(tǒng)，將“四峰四谷”發(fā)電曲線納入電網(wǎng)日前計劃，實現(xiàn)“計劃性就地消納”。目前，LHD電站發(fā)電機組已迭代到第四代，單機容量達1.6兆瓦。

潮起潮落間打造“藍色能源基地”

電站工作人員告訴記者，目前第五代機組已在研發(fā)中。而他們的目標是經(jīng)過不斷地迭代，最終將度電成本降至0.3元，那時，潮流能這一清潔能源的發(fā)電成本將低于火電。海洋潮流能是重要的綠色可再生能源，我國在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”，從“實驗室”到“商業(yè)化”，是一批又一批科技人才的不懈努力。未來，在陸地資源日趨緊張的情況下，隨著更多“藍色大風車”在我國海域轉(zhuǎn)動，潮起潮落間，將有更多潮流能源源不斷通過國家電網(wǎng)輸送到更多使用場景，進一步緩解東部沿海地區(qū)、海島和深遠海用能短缺。

潮流能開發(fā)提速 百兆瓦級電站年底開建

“十五五”規(guī)劃建議提出，加強海洋開發(fā)利用保護。當前，我國正加快推進海洋能規(guī)?；_發(fā)利用。浙江舟山海域的潮流能資源占全國一半以上，今年年底，國內(nèi)首個百兆瓦級潮流能電站將在舟山啟動建設(shè)。

在浙江舟山岱山縣秀山島，民宿老板徐萍和島上8000多戶居民已經(jīng)用上了來自附近海域的LHD潮流能發(fā)的電。為了讓秀山島居民用上更多綠色潮流能電源，浙江舟山計劃在2025年底開工建設(shè)總裝機容量100兆瓦的潮流能發(fā)電站。目前，項目環(huán)評、發(fā)電并網(wǎng)接入評審等都在穩(wěn)步推進。

潮流能的開發(fā)利用是世界難題，目前，我國已攻克關(guān)鍵核心技術(shù)。100兆瓦潮流能電站建成后，一天的發(fā)電量可達61萬千瓦時，相當于秀山島8000多戶居民8到10天的生活用電。

從106到0.3元 中國潮流能技術(shù)“多級跳”

推動海洋能規(guī)模化利用，技術(shù)裝備迭代升級是關(guān)鍵因素之一。LHD海洋潮流能發(fā)電站是我國自主研發(fā)的海洋能源項目，百兆瓦潮流能電站建成后，發(fā)電成本可降至0.3元，很難想象，第一代機組生產(chǎn)一度電的成本要高達106元。那是什么實現(xiàn)了潮流能技術(shù)的“多級跳”？

林東，是LHD潮流能發(fā)電項目的創(chuàng)始人之一，他與兩位合作伙伴2009年開啟潮流能創(chuàng)業(yè)，團隊名稱“LHD”正是三人姓氏的縮寫。經(jīng)過幾年的研發(fā)，獲得技術(shù)突破的林東團隊開始在海上尋找潮流能項目落地實施地點，最終，浙江舟山岱山縣的秀山島周邊海域被確定為LHD潮流能項目的實施區(qū)域。

2016年，第一代LHD機組并網(wǎng)發(fā)電，盡管每度電的發(fā)電成本高達106元，卻首次驗證了潮流能穩(wěn)定發(fā)電的可行性。隨后，團隊技術(shù)不斷迭代升級，第二代、第三代、第四代機組相繼推出，能量捕獲效率從27%提升至45%，第四代1.6兆瓦“奮進號”潮流能發(fā)電機組的發(fā)電成本已降至每度電1.1元。不僅效率提高，研發(fā)團隊還通過技術(shù)設(shè)計手段，降低了潮流能的運維成本。

不只是發(fā)電 舟山打造“潮流能母港”

截至今年10月，LHD潮流能發(fā)電機組連續(xù)并網(wǎng)運行超8年，發(fā)電超900萬千瓦時，保持全球潮流能發(fā)電持續(xù)時間最長紀錄。

記者在林東團隊整理的各國潮流能利用資料中看到，不少國家的潮流能發(fā)電機組，最多連續(xù)發(fā)電不超過一年時間，有的項目已經(jīng)放棄或申請破產(chǎn)。而我國第四代“奮進號”潮流能發(fā)電機組高效穩(wěn)定運行，為即將開工的百兆瓦潮流能大規(guī)格開發(fā)利用，奠定了基礎(chǔ)。

依托潮流能區(qū)位優(yōu)勢和LHD潮流能發(fā)電站帶來的集聚效應，目前，浙江舟山正在秀山島建設(shè)“海洋潮流能母港”，集裝備制造、研發(fā)、檢測、展示于一體，打造千億級海洋能源產(chǎn)業(yè)集群。園區(qū)占地300畝，擬引進機組總裝與配件項目，配套3000噸級碼頭，預計投資超10億元。

據(jù)了解，潮流能母港將推動“技術(shù)—裝備—電網(wǎng)—服務”全鏈條發(fā)展，推進海洋能源資源和海域海島開發(fā)利用。目前，LHD團隊也已接到來自海外的訂單，中國潮流能技術(shù)正逐步走向世界。