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海洋潮流能示范应用与展望

作者:林东 姜芳 陈海波 来源:中国电业 发布时间:2021-02-21 浏览:
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海洋能,特别是海洋潮流能,具有储量巨大、清洁无污染、取之不尽、用之不竭等突出优点。与太阳能、风能相比,海洋能规律性强、不占用陆地,在国际上被誉为“蓝色油田”和“海上沙特阿拉伯”,是非常理想的可再生能源,是新一轮能源产业革命的重要方向。

海洋潮流能应用助力能源低碳转型

潮流能作为清洁无污染的绿色可再生新能源,具有储量大、分布广、可预测性强、环境污染小等特点,开发利用潮流能对加快能源结构转型、降低环境污染具有重要的现实意义。新型潮流能发电装置作为一种开放式的海洋能量捕获装置,不像传统潮流能发电站那样需搭建大坝,也无需巨额的前期投资。利用该装置发电时,由于叶轮转速慢,各种海洋生物仍可以在叶轮附近流动,同时不会产生大的噪声,不影响人们的视觉环境,因此可以保持良好的地域生态环境。

海洋潮流能应用需科技先行

海洋潮流能的开发,涉及学科领域多,且交叉密切,其示范电站的建设,由于海底地形千变万化,无论是初期选址还是海洋环境、水文、地质具体数据的测量,再到基础工程的建设,整个过程跨越了多个研究阶段,难度非常大。而大功率海洋潮流能发电机组稳定发电、可靠运行更是重大难题,也是主要发达国家争先布局的新能源科技焦点和产业热点。

浙江省是海洋潮流能资源大省,早在2005年10月6日,时任浙江省委书记习近平同志就极具前瞻性地对海洋能开发作出批示:潮汐能开发利用符合发展方向,我省又具有优越的开发条件,虽一时不能成为主要能源,但从现在起应推动潮汐能的开发,使其走在全国前列。

在习总书记批示精神指引下,自2009年开始,杭州林东新能源科技股份有限公司(简称LHD)研发团队,历时8年成功研发了由15个系统构成的世界首台“3.4兆瓦LHD模块化大型海洋潮流能发电机组”系统群,申请并已获授权的国际国内专利合计63项,其中发明专利27项,国外发明专利13项,拥有完整自主知识产权,属于完全由我国自主研发的科技原始创新项目。2016年7月27日,LHD海洋潮流能发电项目首期装机1兆瓦机组在舟山顺利下海发电,2016年8月26日成功并网。2017年5月25日开始,该发电机组实现全天候发电并网。截至2020年12月底,该机组已发电并网连续运行超过43个月,累计发电总量超过200万千瓦时,实现了大功率发电、稳定发电、并入电网三大跨越。在持续稳定发电并网时间上,我国LHD海洋发电项目领跑世界。

2018年11月29日和2018年12月29日,LHD海洋潮流能发电项目第二代装机400千瓦机组、第三代装机300千瓦机组相继下海发电。目前,LHD项目4个投运机组模块已全面涵盖当前国际上潮流能发电机主流机型,总投运装机达到1700千瓦,装机规模和科技水平领先世界。与国际主流技术相比,LHD海洋发电项目采用了“平台式+模块化+集成化”的科学路径,有效破解了海上安装、运行维护、垃圾防护、电力输送等关键问题,具有装机功率大、资源利用率高、环境友好性强、海域兼容性好、项目可复制性强等特点,有望在国际上率先实现商业化运行。2017年10月20日,专家委员会对LHD项目进行了科技成果鉴定,与会专家一致评价LHD项目成果达到国际领先水平,并一致建议2016年8月26日为中国海洋潮流能发电并网日。

LHD海洋潮流能项目保持43个月不间断运行的数据,充分展现了我国海洋可再生能源的建设成果。而2021年,对于LHD的研发团队来说,更是无比关键的一年,LHD第四代装机1.6兆瓦机组“奋进号”将于2021年初下海发电并网,这也是建设中国潮流能兆瓦级机组的开局之年。我们也相信,兆瓦级潮流能机组的研发不是终点,而是新奋斗的起点。从此刻开始,到2025年,也是“等不起、慢不得”的关键5年,对保持我国海洋潮流能的国际领先地位极为重要。

全球海洋潮流能发展现状

海洋潮流能开发在世界范围内受到重视,海洋潮流能行业热度不断上升,全球主要经济体纷纷制定海洋能科技相关发展规划,不断增加投入,推进海洋潮流能开发的快速发展。

加拿大政府向新斯科舍省可持续海洋能源公司(SME)提供2850万美元,用于支持加拿大第一个漂浮式潮流能阵列项目。这是加拿大政府有史以来最大的一次潮流能项目投资,旨在支持可再生能源技术创新,为加拿大清洁能源增长提供动力,以及在新冠肺炎疫情流行的环境下创造就业振兴当地经济。

2020年12月1日,欧洲海洋能源行业组织(OEE)的首席执行官雷米·格吕埃和国际可再生能源署(IRENA)的总干事弗朗西斯科·凯莫拉在年度欧洲海洋能源展览会上签署了谅解备忘录(MoU)。通过在欧洲和全球范围内推广正确的政策激励措施和创新的商业模式,该伙伴关系将加深现有合作,以加速海洋能源技术的商业化。

2020年9月,欧洲海洋能技术与创新平台(ETIP Ocean)发布了《海洋能战略研究与创新议程》。该议程指出,2021~2025年将实施的关键研究创新优先事项及相关预算共计10.06亿欧元(79.4亿人民币),旨在推进海洋能技术发展并大幅降低成本,到2050年实现“气候中性”欧洲。

2020年7月,爱米克公司(EMEC)与韩国海洋科学技术研究所(KIOST)达成协议,帮助KIOST开发其潮流能试验场。KIOST正在韩国西南海域建设并网的潮流能试验场——韩国潮流能中心(K-TEC),测试能力可达4.5兆瓦。

2020年7月,OEE发布了《海洋能——欧洲重要的新兴产业》愿景文章。该愿景指出,海洋能的部署潜力巨大。据预测,到2030年欧洲的潮流能部署装机将达220万千瓦,波浪能达42.3万千瓦;到2050年,整个欧洲的潮流能和波浪能装机将达100吉瓦,可满足欧洲当前10%的电力需求,即每年9400万户家庭用电量。潮流能开发产业发展再次加速。

我国海洋潮流能应用建议及展望

面向2035年远景目标,我国海洋科技发展面临重大需求和严峻挑战,我们可以把握以下重大机遇:浙江省舟山海域是我国潮流能最丰富的地区,推进舟山百兆瓦潮流能规模化示范工程建设并实现并网运行,通过潮流能规模化开发利用,提升装备性能、降低开发成本,研究提出潮流能上网电价建议,加快推进潮流能产业发展配套政策的出台。研究规模化潮流能发电场建设相关标准规范,支持建设“潮流能产业示范区”,完善公共支撑服务平台建设,带动产业集聚,紧扣海洋能产业发展的技术需求,推动产业的转型升级,着力培养更多具有自主知识产权和核心竞争力的企业,推动我国潮流能技术装备“走出去”,保持我国海洋潮流能的科技成果及产业发展的国际领先地位。同时,海洋潮流能开发是一个典型的跨界融合行业,产业链条长,其带动性与产业发展空间巨大,其大规模商业化也将成为全球产业竞合的焦点与必争之地。在此基础上,我们还需及时修订和完善相应法律法规,健全配套措施,才能让我国的潮流能产业走得更长远。

绿色发展始终是LHD研发团队执着坚守的信念,LHD研发团队将不忘初心、稳中求进,在面向世界科技前沿、面向国家重大需求、面向经济主战场的战略目标中,不断探索研究大功率和超临界点高效能发电机组稳定发电并网技术,最终达到潮流能发电成本竞争火电的目标,为人类贡献可持续的清洁能源。奋斗新时代,展望新未来,LHD研发团队作为潮流能领域创新发展的探路者,也将始终以“为人类增加一种由中国人研发的便宜海洋清洁能源”为使命,秉持科技创新驱动绿色发展的坚定信念,奋力助推国家能源高质量绿色发展,为建设美丽中国践行企业的责任和担当。

关键字:海洋潮流能

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