波浪能具有能量密度高、分布面广等优点。它是一种取之不竭的可再生清洁能源。尤其是在能源消耗较大的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。小功率的波浪能发电，已在导航浮标、灯塔等获得推广应用。我国有广阔的海洋资源，波浪能的理论存储量为7000万千瓦左右，沿海波浪能能流密度大约为每米2~7千瓦。在能流密度高的地方，每1米海岸线外波浪的能流就足以为20个家庭提供照明。

 

    我国波能开发潜力巨大

 

    我国海域辽阔，海浪能源丰富，年均波力功率在3千焦/米以上。我国波电开发较晚，1975年制成1千瓦波电浮标，在浙江省嵊山岛试验。自1985年起，我国研制了多种小型产品，其中有600多台作为航标灯用，并出口到日本等国。后来开发了20千瓦岸基固定式、5千瓦漂浮式、8千瓦摆板式等波电站。20世纪90年代，中科院广州能源所在广东汕尾建造100千瓦岸基固定式波电站，于2000年建成发电。此后，广州能源所又在山东、海南、广东建造了3座1000千瓦级此种电站。

 

    我国经济发展迅速，由此带来能源紧缺，电力不足。水电周期太长，还存在淹汲、移民等问题；火电燃料有限，且存在温室效应问题；核电成本太高，存在安全问题。所以国家非常重视清洁的可再生能源的开发利用，如风力发电、海洋发电等。

 

    近年来，国家加大了对海洋波浪能开发利用的支持力度，推进波浪能开发利用的研究、应用和管理工作。在“十一五”国家科技支撑计划中，海洋波能开发利用关键技术研究与示范被列为重点项目，共设有100千瓦漂浮式波浪能电站关键技术研究与示范、100千瓦摆式波浪能电站关键技术研究与示范等6个研究课题。

 

    从总体上看，我国潮流能、温差能资源丰富，能量密度位于世界前列；潮汐能资源较为丰富，位于世界中等水平；波浪能资源具有开发价值；离岸风能资源和海洋生物质能资源具有巨大的开发潜力。

 

    专家介绍，我国在波浪能利用方面处于世界领先地位，有十分广阔的前景。我国根据目前国内外波浪能现有技术基础以及优缺点，又提出了一种新的波浪能发电装置振荡浮子式波浪能发电装置。与现在这套振荡水柱波浪能发电装置相比，它的效率更高、建造难度和成本更低、抗台风能力更强。

 

    2011年2月，山东省日照市与清华大学达成意向，将在日照海域合作开展潮流能发电示范项目。在日照市贯彻落实《山东半岛蓝色经济区发展规划》的实施方案讨论稿中提到，作为“十大基础设施建设”的重要项目之一，日照市或将规划建设波浪能发电。

 

    离岸越近可利用波浪能越大

 

    统计学家在20世纪70年代采用气候观测船和浮标的数据，计算出离岸处50米深、1米宽水域的波浪所携带的能量大约平均40千瓦，这比10米水深处波浪所携带的能量密度要高出一倍。自那以后，该行业普遍将目光聚焦于离岸200~10000米深海域的波浪能，认为产生的波浪能越大，越能够弥补能发电所需的高昂维护费用以及将电力回传到大陆所耗费的资金。

 

    然而最近，英国贝尔法斯特女王大学的马修·富勒表示，波浪能的利用还可以离大陆更近些。富勒使用世界海洋现代计算机模型，计算出近海不同区域所产生的实际波浪能。他发现距离海岸500米~2000米区域的波浪能所携带的能量，已经达到更远海域可用波浪能的80%~90%。富勒认为可开发能量密度达到每1米宽水域18.5千瓦，而岸边更近距离海域波浪所含的能量密度已经达到每1米宽水域16.5千瓦。过去深水海域波浪能更大的“真知”主要源于上世纪70年代的海洋数据。富勒认为那些数据高估了离岸海域的波浪能，在过去计算时，科研人员使用的是在强烈风暴下的数据，而事实上，即使有狂风暴雨，波浪能设备产生的电能也微乎其微，因为在极端条件下设备会调整为自保模式。

 

    此外，先前人们还假设离岸波浪是有主要方向的，就像近岸海域的波浪倾向于朝岸边移动，但富勒表示，波浪趋向岸边主要是浅海床产生的折射海浪，而这一现象在离岸较远的海域则不会发生。相反，较远海域的波浪来自四面八方，这也就意味着发电场中一些设备采集的波浪会被其他不同方向的波浪抵消，而岸边更近的发电场则可以把波浪采集发电设备排成一列，避免出现抵消的情况。

 

    对于该发现，英国爱丁堡大学的伊恩·布莱登表示，富勒的数据令人信服。他说，“许多开发商目前仍钟情于深海水域（的波浪能开发），而且似乎不愿改变他们的方向，因为在这方面已经进行了太多投资”。

 

    富勒强调，现在很少有波浪能采集设备的设计能够安置在离岸不远的水域，因为深海波浪上下激荡，更容易被开发，而浅海波浪蕴藏的能量主要来源于来回的运动。但富勒也表示，已经有一些设备能够适应浅水波浪能采集，比如爱丁堡的海蓝碧绿电力公司开发的“牡蛎”波浪采集器以及芬兰AW能源公司开发的波碾器等。

 

    三大难题需破解

 

    但是，波浪能的利用并不容易。波浪能是可再生能源中最不稳定的能源，波浪不能定期产生，各地区波高也不一样，由此造成波浪能利用上的困难。利用波浪能发电要依靠波浪发电装置，但是由于海浪具有力量强、速度慢和周期性变化的特点，100多年来，世界各国科学家提出300多种设想，发明了各种各样的波浪能发电装置，但是普遍发电功率很小，而且效果差。

 

    想要充分地利用波浪能发电，有几项难题需要解决。一是独立发电问题。最早的波浪能发电装置需要与柴油机并联工作，这样会造成污染。后来则需要依靠电网，先把波浪能转化的电能供应到电网上，然后才可以利用，这样又会受到电网覆盖范围的限制，造成发电成本高昂、发电功率小、质量差等问题。二是稳定性问题。由于受技术限制，波浪能发电装置只能将吸收来的波浪能转化为不稳定的液压能，这样再转化的电能也是不稳定的。英国、葡萄牙等欧洲国家采用昂贵的发电设施，仍无法得到稳定的电能。三是控制问题。由于波浪的运动没有规律性和周期性，浪大时能量有剩余，浪小时能量供应不足。这就需要有一种设备在浪大时将多余的波浪能储存、再利用。