海洋能的發(fā)展現(xiàn)狀(圖)
2006/6/28 14:49:16 電源在線網(wǎng)
一、世界海洋能發(fā)展現(xiàn)狀
在陸地礦物燃料日趨枯竭和污染已趨嚴(yán)重，世界上一些主要的海洋國家紛紛把目光轉(zhuǎn)向海洋，加大投入，促進(jìn)和加快了人類開發(fā)利用海洋的步伐，摸清資源狀況，制定發(fā)展計劃，組織科技項目到實用技術(shù)的試驗，均投入了大量的人力物力。
如英國從70年代以來，制定了強(qiáng)調(diào)能源多元化的能源政策，鼓勵發(fā)展包括海洋能在內(nèi)的多種可再生能源。1992年聯(lián)合國環(huán)發(fā)大會后，為實現(xiàn)對資源和環(huán)境的保護(hù)，又進(jìn)一步加強(qiáng)了對海洋能源的開發(fā)利用，把波浪發(fā)電研究放在新能源開發(fā)的首位，曾因投資多，技術(shù)領(lǐng)先而著稱。決定在蘇格蘭西海岸興建一座裝機(jī)容量2萬kW的固定式波力電站。在潮汐能開發(fā)利用方面也進(jìn)行了大規(guī)模的可行性研究和前期開發(fā)研究，并計劃在1997年在塞汶河口建造一座裝機(jī)容量為8.640MW，年發(fā)電量約為170億kWh的潮汐電站，英國已具有建造各種規(guī)模的潮汐電站的技術(shù)力量，并認(rèn)為是極有潛力的世界市場。
日本在海洋能開發(fā)利用方面十分活躍，成立了海洋能轉(zhuǎn)移委員會，僅從事波浪能技術(shù)研究的科技單位就有日本海洋科學(xué)技術(shù)中心等10多個，還成立了海洋溫差發(fā)電研究所，并在海洋熱能發(fā)電系統(tǒng)和換熱器技術(shù)上領(lǐng)先于美國，取得了舉世矚目的成就。
美國把促進(jìn)可再生能源的發(fā)展作為國家能源政策的基石，由政府加大投入，制定各種優(yōu)惠政策，經(jīng)長期發(fā)展，成為世界上開發(fā)利用可再生能源最多的國家，其中尤為重視海洋發(fā)電技術(shù)的研究，1979年在夏威夷島西部沿岸海域建成一座稱為MINI─OTCE溫差發(fā)電裝置，其額定功率50kW，凈出力18.5kW，這是世界上首次從海洋溫差能獲得具有實用意義的電力。
法國早在60年代就投入巨資建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐發(fā)電站，裝機(jī)容量24萬kW，年發(fā)電量5億kWH的朗斯潮汐電站。
印度面對能源供應(yīng)不足，電力短缺的困境，在海洋能等可再生能源開發(fā)利用上加大投入，從減免所得稅和關(guān)稅，建立專門貸款機(jī)構(gòu)，吸引外資以及加快折舊等多方面實施優(yōu)惠政策，使它在短短的二三年內(nèi)一躍跨入世界可再生能源開發(fā)利用的先進(jìn)行列，1994年還計劃用5億美元在泰米爾納德邦近海引入美國技術(shù)，建立一座10萬kW的海洋溫差發(fā)電裝置。
印尼在挪威的幫助下，從1988年開始在巴厘島建造一座1500kW的波力電站，并制定建造數(shù)百座波力電站，實現(xiàn)聯(lián)站并網(wǎng)的發(fā)電計劃。
二、中國海洋能發(fā)展現(xiàn)狀
1．潮汐能發(fā)電技術(shù)進(jìn)展及項目
潮汐發(fā)電是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種。全世界潮汐電站的總裝機(jī)容量為265MW，中國為5.64MW，如下表所列。
表5-1 中國主要潮汐電站
中國是世界上建造潮汐電站最多的國家，在50年代至70年代先后建造了近50座潮汐電站，但據(jù)80年代初的統(tǒng)計，只有8個電站仍正常運行發(fā)電。江廈電站是中國最大的潮汐電站，目前已正常運行近20年。
江廈電站研建是國家“六五”重點科技攻關(guān)項目，總投資為1130萬人民幣，1974年開始研建，1980年首臺500kW機(jī)組開始發(fā)電，至1985年完成。電站共安裝500kW機(jī)組一臺，600kW機(jī)組一臺和700kW機(jī)組3臺，總?cè)萘?.2MW。電站為單庫雙作用式，水庫面積為1.58×106m2，設(shè)計年發(fā)電量為10.7×106kWh。1996年全年的凈發(fā)電為5.02×106kWh，約為設(shè)計值的一半。其原因主要是機(jī)組運行的設(shè)計狀態(tài)與實際狀態(tài)有差別。同時，機(jī)組的保證率、運行控制方式等也都需要提高。但江廈電站總體說是成功的，為中國潮汐電站的建造提供了較全面的技術(shù)，同時，也為潮汐電站的運行、管理和多種經(jīng)營等積累了豐富的經(jīng)驗。
潮汐發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括潮汐發(fā)電機(jī)組、水工建筑、電站運行和海洋環(huán)境等。中國60年代和70年代初建的潮汐電站技術(shù)水平相對較低，但江廈電站屬技術(shù)上較成熟的電站。
“八五”期間，在原國家科委重點攻關(guān)項目的支持下，還開展了相關(guān)技術(shù)設(shè)備的研究開發(fā)，如全貫流機(jī)組的開發(fā)和燈泡貫流機(jī)組的改進(jìn)。總的說來潮汐發(fā)電機(jī)組的技術(shù)已基本成熟。
2．波浪能利用的研究進(jìn)展與主要項目
中國是世界上主要的波能研究開發(fā)國家之一。從80年代初開始主要對固定式和漂浮式振蕩水柱波能裝置以及擺式波能裝置等進(jìn)行研究。1985年中科院廣州能源研究所開發(fā)成功利用對稱翼透平的航標(biāo)燈用波浪發(fā)電裝置。經(jīng)過十多年的發(fā)展，已有60W至450W的多種型號產(chǎn)品并多次改進(jìn)，目前已累計生產(chǎn)600多臺在中國沿海使用，并出口到日本等國家。“七五”期間，由該所牽頭，在珠海市大萬山島研建了一座波浪電站并于1990年試發(fā)電成功。電站裝機(jī)容量3kW，對稱翼透平直徑0.8m。“八五”期間，在原國家科委的支持下，由中科院廣州能源研究所和國家海洋局天津海洋技術(shù)所分別研建了20kW岸式電站、5kW后彎管漂浮式波力發(fā)電裝置和8kW擺式波浪電站，均試發(fā)電成功。
“九五”期間，在科技部科技攻關(guān)計劃支持下，廣州能源研究所正在廣東汕尾市遮浪研建100kW岸式振蕩水柱電站，計劃2000年建成發(fā)電。同時，由天津國家海洋局海洋技術(shù)所研建的100kW擺式波力電站，已在今年9月在青島即墨大官島試運行成功。
3．海洋溫差能利用技術(shù)的進(jìn)展與主要項目
1980年臺灣電力公司曾計劃將第3和第4號核電廠余熱和海洋溫差發(fā)電并用。經(jīng)過3年的調(diào)查研究，認(rèn)為臺灣東岸及南部沿海有開發(fā)海洋熱能的自然條件，并初步選擇在花蓮縣的和平溪口、石梯坪及臺東縣的樟原等三地做廠址，并與美國進(jìn)行聯(lián)合研究。
1985年中國科學(xué)院廣州能源研究所開始對溫差利用中的一種“霧滴提升循環(huán)”方法進(jìn)行研究。這種方法的原理是利用表層和深層海水之間的溫差所產(chǎn)生的焓降來提高海水的位能。據(jù)計算，溫度從20℃降到7℃時，海水所釋放的熱能可將海水提升到125m的高度，然后再利用水輪機(jī)發(fā)電。該方法可以大大減小系統(tǒng)的尺寸，并提高溫差能量密度。1989年，該所在實驗室實現(xiàn)了將霧滴提升到21m的高度記錄。同時，該所還對開式循環(huán)過程進(jìn)行了實驗室研究，建造了兩座容量分別為10W和60W的試驗臺。
4．海流能的研究進(jìn)展
世界上從事海流能開發(fā)的主要有美國、英國、加拿大、日本、意大利和中國等。70年代末，中國舟山的何世鈞先生曾進(jìn)行過海流能開發(fā)研究，建造了一個試驗裝置并得到了6.3kW的電力輸出。80年代初，哈爾濱工程大學(xué)開始研究一種直葉片的新型海流透平，獲得較高的效率并于1984年完成60W模型的實驗室研究，之后開發(fā)出千瓦級裝置在河流中進(jìn)行試驗。
90年代以來，中國開始計劃建造海流能示范應(yīng)用電站，在“八五”、“九五”科技攻關(guān)中均對海流能進(jìn)行連續(xù)支持。目前，哈爾濱工程大學(xué)正在研建75kW的潮流電站。意大利與中國合作在舟山地區(qū)開展了聯(lián)合海流能資源調(diào)查，計劃開發(fā)140kW的示范電站。
5．鹽差能的研究進(jìn)展
中國西安冶金建筑學(xué)院于1985年對水壓塔系統(tǒng)進(jìn)行了試驗研究。上水箱高出滲透器約10m，用30公斤干鹽可以工作8—14小時，發(fā)電功率為0.9—1.2W。
鹽差能開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵是膜技術(shù)。除非半透膜的滲透流量能在目前水平的基礎(chǔ)再提高一個數(shù)量級，并且海水可以不經(jīng)預(yù)處理。否則，鹽差能利用難以實現(xiàn)商業(yè)化。
在陸地礦物燃料日趨枯竭和污染已趨嚴(yán)重，世界上一些主要的海洋國家紛紛把目光轉(zhuǎn)向海洋，加大投入，促進(jìn)和加快了人類開發(fā)利用海洋的步伐，摸清資源狀況，制定發(fā)展計劃，組織科技項目到實用技術(shù)的試驗，均投入了大量的人力物力。
如英國從70年代以來，制定了強(qiáng)調(diào)能源多元化的能源政策，鼓勵發(fā)展包括海洋能在內(nèi)的多種可再生能源。1992年聯(lián)合國環(huán)發(fā)大會后，為實現(xiàn)對資源和環(huán)境的保護(hù)，又進(jìn)一步加強(qiáng)了對海洋能源的開發(fā)利用，把波浪發(fā)電研究放在新能源開發(fā)的首位，曾因投資多，技術(shù)領(lǐng)先而著稱。決定在蘇格蘭西海岸興建一座裝機(jī)容量2萬kW的固定式波力電站。在潮汐能開發(fā)利用方面也進(jìn)行了大規(guī)模的可行性研究和前期開發(fā)研究，并計劃在1997年在塞汶河口建造一座裝機(jī)容量為8.640MW，年發(fā)電量約為170億kWh的潮汐電站，英國已具有建造各種規(guī)模的潮汐電站的技術(shù)力量，并認(rèn)為是極有潛力的世界市場。
日本在海洋能開發(fā)利用方面十分活躍，成立了海洋能轉(zhuǎn)移委員會，僅從事波浪能技術(shù)研究的科技單位就有日本海洋科學(xué)技術(shù)中心等10多個，還成立了海洋溫差發(fā)電研究所，并在海洋熱能發(fā)電系統(tǒng)和換熱器技術(shù)上領(lǐng)先于美國，取得了舉世矚目的成就。
美國把促進(jìn)可再生能源的發(fā)展作為國家能源政策的基石，由政府加大投入，制定各種優(yōu)惠政策，經(jīng)長期發(fā)展，成為世界上開發(fā)利用可再生能源最多的國家，其中尤為重視海洋發(fā)電技術(shù)的研究，1979年在夏威夷島西部沿岸海域建成一座稱為MINI─OTCE溫差發(fā)電裝置，其額定功率50kW，凈出力18.5kW，這是世界上首次從海洋溫差能獲得具有實用意義的電力。
法國早在60年代就投入巨資建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐發(fā)電站，裝機(jī)容量24萬kW，年發(fā)電量5億kWH的朗斯潮汐電站。
印度面對能源供應(yīng)不足，電力短缺的困境，在海洋能等可再生能源開發(fā)利用上加大投入，從減免所得稅和關(guān)稅，建立專門貸款機(jī)構(gòu)，吸引外資以及加快折舊等多方面實施優(yōu)惠政策，使它在短短的二三年內(nèi)一躍跨入世界可再生能源開發(fā)利用的先進(jìn)行列，1994年還計劃用5億美元在泰米爾納德邦近海引入美國技術(shù)，建立一座10萬kW的海洋溫差發(fā)電裝置。
印尼在挪威的幫助下，從1988年開始在巴厘島建造一座1500kW的波力電站，并制定建造數(shù)百座波力電站，實現(xiàn)聯(lián)站并網(wǎng)的發(fā)電計劃。
二、中國海洋能發(fā)展現(xiàn)狀
1．潮汐能發(fā)電技術(shù)進(jìn)展及項目
潮汐發(fā)電是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種。全世界潮汐電站的總裝機(jī)容量為265MW，中國為5.64MW，如下表所列。
中國是世界上建造潮汐電站最多的國家，在50年代至70年代先后建造了近50座潮汐電站，但據(jù)80年代初的統(tǒng)計，只有8個電站仍正常運行發(fā)電。江廈電站是中國最大的潮汐電站，目前已正常運行近20年。
江廈電站研建是國家“六五”重點科技攻關(guān)項目，總投資為1130萬人民幣，1974年開始研建，1980年首臺500kW機(jī)組開始發(fā)電，至1985年完成。電站共安裝500kW機(jī)組一臺，600kW機(jī)組一臺和700kW機(jī)組3臺，總?cè)萘?.2MW。電站為單庫雙作用式，水庫面積為1.58×106m2，設(shè)計年發(fā)電量為10.7×106kWh。1996年全年的凈發(fā)電為5.02×106kWh，約為設(shè)計值的一半。其原因主要是機(jī)組運行的設(shè)計狀態(tài)與實際狀態(tài)有差別。同時，機(jī)組的保證率、運行控制方式等也都需要提高。但江廈電站總體說是成功的，為中國潮汐電站的建造提供了較全面的技術(shù)，同時，也為潮汐電站的運行、管理和多種經(jīng)營等積累了豐富的經(jīng)驗。
潮汐發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括潮汐發(fā)電機(jī)組、水工建筑、電站運行和海洋環(huán)境等。中國60年代和70年代初建的潮汐電站技術(shù)水平相對較低，但江廈電站屬技術(shù)上較成熟的電站。
“八五”期間，在原國家科委重點攻關(guān)項目的支持下，還開展了相關(guān)技術(shù)設(shè)備的研究開發(fā)，如全貫流機(jī)組的開發(fā)和燈泡貫流機(jī)組的改進(jìn)。總的說來潮汐發(fā)電機(jī)組的技術(shù)已基本成熟。
2．波浪能利用的研究進(jìn)展與主要項目
中國是世界上主要的波能研究開發(fā)國家之一。從80年代初開始主要對固定式和漂浮式振蕩水柱波能裝置以及擺式波能裝置等進(jìn)行研究。1985年中科院廣州能源研究所開發(fā)成功利用對稱翼透平的航標(biāo)燈用波浪發(fā)電裝置。經(jīng)過十多年的發(fā)展，已有60W至450W的多種型號產(chǎn)品并多次改進(jìn)，目前已累計生產(chǎn)600多臺在中國沿海使用，并出口到日本等國家。“七五”期間，由該所牽頭，在珠海市大萬山島研建了一座波浪電站并于1990年試發(fā)電成功。電站裝機(jī)容量3kW，對稱翼透平直徑0.8m。“八五”期間，在原國家科委的支持下，由中科院廣州能源研究所和國家海洋局天津海洋技術(shù)所分別研建了20kW岸式電站、5kW后彎管漂浮式波力發(fā)電裝置和8kW擺式波浪電站，均試發(fā)電成功。
“九五”期間，在科技部科技攻關(guān)計劃支持下，廣州能源研究所正在廣東汕尾市遮浪研建100kW岸式振蕩水柱電站，計劃2000年建成發(fā)電。同時，由天津國家海洋局海洋技術(shù)所研建的100kW擺式波力電站，已在今年9月在青島即墨大官島試運行成功。
3．海洋溫差能利用技術(shù)的進(jìn)展與主要項目
1980年臺灣電力公司曾計劃將第3和第4號核電廠余熱和海洋溫差發(fā)電并用。經(jīng)過3年的調(diào)查研究，認(rèn)為臺灣東岸及南部沿海有開發(fā)海洋熱能的自然條件，并初步選擇在花蓮縣的和平溪口、石梯坪及臺東縣的樟原等三地做廠址，并與美國進(jìn)行聯(lián)合研究。
1985年中國科學(xué)院廣州能源研究所開始對溫差利用中的一種“霧滴提升循環(huán)”方法進(jìn)行研究。這種方法的原理是利用表層和深層海水之間的溫差所產(chǎn)生的焓降來提高海水的位能。據(jù)計算，溫度從20℃降到7℃時，海水所釋放的熱能可將海水提升到125m的高度，然后再利用水輪機(jī)發(fā)電。該方法可以大大減小系統(tǒng)的尺寸，并提高溫差能量密度。1989年，該所在實驗室實現(xiàn)了將霧滴提升到21m的高度記錄。同時，該所還對開式循環(huán)過程進(jìn)行了實驗室研究，建造了兩座容量分別為10W和60W的試驗臺。
4．海流能的研究進(jìn)展
世界上從事海流能開發(fā)的主要有美國、英國、加拿大、日本、意大利和中國等。70年代末，中國舟山的何世鈞先生曾進(jìn)行過海流能開發(fā)研究，建造了一個試驗裝置并得到了6.3kW的電力輸出。80年代初，哈爾濱工程大學(xué)開始研究一種直葉片的新型海流透平，獲得較高的效率并于1984年完成60W模型的實驗室研究，之后開發(fā)出千瓦級裝置在河流中進(jìn)行試驗。
90年代以來，中國開始計劃建造海流能示范應(yīng)用電站，在“八五”、“九五”科技攻關(guān)中均對海流能進(jìn)行連續(xù)支持。目前，哈爾濱工程大學(xué)正在研建75kW的潮流電站。意大利與中國合作在舟山地區(qū)開展了聯(lián)合海流能資源調(diào)查，計劃開發(fā)140kW的示范電站。
5．鹽差能的研究進(jìn)展
中國西安冶金建筑學(xué)院于1985年對水壓塔系統(tǒng)進(jìn)行了試驗研究。上水箱高出滲透器約10m，用30公斤干鹽可以工作8—14小時，發(fā)電功率為0.9—1.2W。
鹽差能開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵是膜技術(shù)。除非半透膜的滲透流量能在目前水平的基礎(chǔ)再提高一個數(shù)量級，并且海水可以不經(jīng)預(yù)處理。否則，鹽差能利用難以實現(xiàn)商業(yè)化。
聲明：本信息內(nèi)容的真實性未經(jīng)電源在線網(wǎng)證實，僅供參考。 來源：《中國新能源與可再生能源1999白皮書》
