中國潮汐能資源評估與開發(fā)利用研究進(jìn)展

武賀，王鑫，李守宏

（國家海洋技術(shù)中心，天津 300112）

能源是人類賴以生存和進(jìn)行生產(chǎn)活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。當(dāng)前，隨著煤、石油、天然氣等化石燃料逐漸枯竭和溫室氣體過量排放引起的全球變暖，發(fā)展清潔能源已成為世界發(fā)達(dá)國家的必然選擇，海洋可再生能源作為一類清潔、可再生、不占用沿海稀缺陸地資源的可再生能源，越來越受到世界各沿海國家重視，尤其是英國、德國、法國、美國、加拿大、日本、韓國等沿海發(fā)達(dá)國家，都出臺了一系列法律和優(yōu)惠政策，如開展海洋能資源調(diào)查評估、為能源裝備研發(fā)制造提供經(jīng)費(fèi)補(bǔ)助、實(shí)施電力上網(wǎng)補(bǔ)貼、建設(shè)海洋能測試服務(wù)中心等，使海洋能開發(fā)利用得到了快速發(fā)展。

我國是一個能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國，同樣也面臨著能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，一直以來都十分重視可再生能源的發(fā)展，其《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中指出，預(yù)計到2015年，可再生能源年利用量達(dá)到4.78 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，商品化可再生能源年利用量達(dá)到4 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，在能源消費(fèi)中的比重達(dá)到9.5%以上，其中各類海洋能電站5 萬千瓦。我國有長達(dá)18 000 多公里的大陸海岸線，加上5 000 多個島嶼的14 000 多公里海岸線，共約32 000 多公里的海岸線，在如此遼闊的近岸海域中蘊(yùn)藏著豐富的潮汐能資源。盡管我國早在20世紀(jì)50年代便開始利用潮汐能，但受制于當(dāng)時技術(shù)水平、發(fā)電成本、環(huán)境變化等諸多因素的影響，潮汐能開發(fā)利用技術(shù)發(fā)展緩慢，隨著法國朗斯、我國江廈等潮汐電站的長期成功運(yùn)行，潮汐能發(fā)電技術(shù)已成為成熟度等級最高、利用前景廣闊的一類海洋可再生能源開發(fā)利用技術(shù)。為此，本文回顧了我國潮汐能資源調(diào)查、評估和示范工程建設(shè)的歷史和現(xiàn)狀，總結(jié)了前期工作中的成果和存在的問題，并對未來我國潮汐能開發(fā)利用前景進(jìn)行了展望，以期為我國合理開發(fā)利用潮汐能資源提供決策依據(jù)。

1 潮汐能的特點(diǎn)和開發(fā)形式

潮汐能的主要表現(xiàn)形式是潮汐發(fā)電，即利用海灣、河口等有利地形，構(gòu)建水壩，形成水庫，以便大量蓄積海水，并在壩中或壩旁建造水利發(fā)電廠房，通過水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。顯然，潮汐能開發(fā)利用的優(yōu)點(diǎn)十分明顯（王傳崑等，2009；程振興等，2010），主要包括清潔無污染、資源相對穩(wěn)定，可準(zhǔn)確預(yù)報、不存在人口遷移、可綜合利用，且堤壩不高，也就不會因為戰(zhàn)爭、自然災(zāi)害等因素導(dǎo)致水壩破壞而對下游城市的人民生命和財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重影響。此外，潮汐電站還具有運(yùn)行費(fèi)用低廉、無須備用機(jī)組等特點(diǎn)（方國洪等，1986）。當(dāng)然，開發(fā)利用潮汐能也存在著一些不足之處。例如，較傳統(tǒng)能源密度低且出力不穩(wěn)定、建壩一次性投入較大、一定的生態(tài)影響，以及腐蝕和淤積問題（沈東方等，2014）。

盡管如此，隨著現(xiàn)代技術(shù)水平的不斷發(fā)展和提高，潮汐發(fā)電所存在的上述問題正在逐步得到改善。例如，采用雙向或多水庫發(fā)電、利用抽水蓄能、納入電網(wǎng)調(diào)節(jié)等措施；采用現(xiàn)代化浮運(yùn)沉箱進(jìn)行施工以節(jié)約土建投資；采用不銹鋼制作機(jī)組、選用乙烯樹脂系列涂料等可以克服海水的腐蝕及海洋生物的粘附等。因此，潮汐能開發(fā)利用總體上仍是優(yōu)勢大于劣勢，著名的法國朗斯潮汐電站長期穩(wěn)定有效的運(yùn)行就足以說明這一點(diǎn)。

潮汐能的開發(fā)形式較多（張超，2005；李允武，2008），從水庫的數(shù)目上區(qū)分，可分為單庫式和雙庫式兩種。其中，雙庫式又分為高低庫和大小庫，我國在浙江樂清灣內(nèi)的茅埏島上建立的海山潮汐電站便采用了高低雙庫開發(fā)方式；而單庫式開發(fā)則又可分為單向式和雙向式。另外，由于傳統(tǒng)的潮汐發(fā)電多利用港灣、河口的天然條件建造攔潮壩，對壩內(nèi)外的水動力和生態(tài)環(huán)境狀況、通航等產(chǎn)生一定影響，因此20 世紀(jì)90年代提出了一種無須占用寶貴天然港口或海灣的潮汐發(fā)電技術(shù)，即泄湖式（lagoon） 潮汐能開發(fā)利用技術(shù)，我國將其稱之為“海上潮汐發(fā)電”技術(shù)（朱曉紅，2003）。近期，許雪峰等（2010；2013） 提出了一種新的潮汐能開發(fā)方式，即利用海灣內(nèi)外的動態(tài)水位差進(jìn)行潮汐發(fā)電。其基本原理是，由于海水到達(dá)海灣底部和海灣外部的時間（即潮時） 并不一致，這將導(dǎo)致海灣底部潮時的延遲，因而形成了海灣內(nèi)外的動態(tài)水位差，而這一水位差則可作為潮汐發(fā)電的水頭。數(shù)值模擬結(jié)果表明，該潮汐能的開發(fā)方式是可行的，且能極大地提高潮汐能的利用效率。

李允武（2008） 指出，單庫潮汐能開發(fā)方式是導(dǎo)致間歇性發(fā)電的主要原因，而雙庫式（高低庫和大小庫） 則可以彌補(bǔ)其不足。高低庫即是將水庫分割為高、低雙庫，其中高庫專司在高潮位時蓄水，而低庫則只在低潮位時出水。于是，高庫終日保持高水位，而低庫則終日保持較低水位，兩庫間總存在著水位差，將水輪發(fā)電機(jī)布放在兩庫之間，便可終日發(fā)電。但需要指出的是，由于將庫容一分為二，庫容利用率減半，發(fā)電量也隨之下降，因而顯得不太經(jīng)濟(jì)。而大、小雙庫則是將電站水庫分為正常發(fā)電水庫和補(bǔ)充發(fā)電水庫兩部分，其庫容比約為3∶1 左右，使其彼此輪流互補(bǔ)發(fā)電，可以達(dá)到連續(xù)不斷的發(fā)電效果。與前者相比，大小雙庫的庫容雖同樣一分為二，但兩庫均可以發(fā)揮獨(dú)立發(fā)電的效用，其發(fā)電量絲毫不比單庫的開發(fā)方式少，且因小庫停機(jī)蓄能時間內(nèi)可以集中較大水位差，使同樣體積的水量發(fā)出更多的電量，從而使得大小雙庫的總發(fā)電量甚至可能超過單庫的發(fā)電量。

2 潮汐能資源的估算方法

目前，潮汐能資源的分析和估算方法主要包括兩類。一類是基于潮汐勢能做功理論的總量簡易估算方法，另一類是近期由Xia等（2012；2010） 提出的基于潮汐數(shù)值模擬技術(shù)的估算方法。

2.1 簡易估算方法

爾·勃·伯恩斯坦（1996） 等認(rèn)為，潮汐電站的能量是由潮汐在一年間每一次漲落周期內(nèi)所做的功來表示的，因此表達(dá)其電站功率的要素不是水利電站所用的流量和水頭，而是潮汐水庫的面積和潮差。該方法假設(shè)海域內(nèi)在漲落潮中沒有水面坡度，即整個海域的水面同時升、降，而且可以瞬時充滿、泄盡水庫，這樣對于正規(guī)半日潮海域，潮汐在一次漲落（半個潮周期） 中所做的功E，可用升高和降低的潮水重量×106（kN） 和潮水重心上升高度的A/2 的乘積來表示，即

式中，E 為功（kJ）；A 為平均潮差（m），F(xiàn) 為水庫面積（km2），r 為海水容量（ρg），取10.05（kN/m3）。

對于正規(guī)半日潮海域，潮汐能的日平均理論功率等于潮汐在一周日內(nèi)所做的功3.87E 除以一周日的秒數(shù)為潮汐在一周日內(nèi)漲落半周期的數(shù)目），即

需要指出的是，N 并不能用來確定潮汐電站的裝機(jī)容量，因為它在此取的是平均值，但它可以表述為一種“理論”上的平均狀態(tài)功率值，我們稱之為理論裝機(jī)容量。另外，它還可以用來確定潮汐電站的潮汐能年理論儲量E：

2） 與上述推導(dǎo)類似，Xia（2012） 等也引用了與公式（1） 一般無二的理論基礎(chǔ)，但Xia 等（2010） 認(rèn)為式（1） 中所表示的是一個潮周期（兩漲兩落，正規(guī)半日潮） 所蘊(yùn)藏的勢能，因此，推導(dǎo)結(jié)果較王傳崑（2009） 的結(jié)果小一倍，即

同樣，一年的潮汐理論發(fā)電量也與3.3 式相差一倍，而且，Xia 等（2010） 認(rèn)為，Eyr 的年發(fā)電量還應(yīng)乘以目前主要水輪機(jī)的總轉(zhuǎn)換效率，得到的即是潮汐能資源技術(shù)可開發(fā)的年發(fā)電量，即

為了檢驗公式（5） 的準(zhǔn)確性，Xia 等（2010）利用法國朗斯、加拿大安納波利斯、我國江廈等現(xiàn)有潮汐電站的裝機(jī)規(guī)模和發(fā)電情況與計算結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，除各電站的水輪機(jī)轉(zhuǎn)換效率η所造成的區(qū)別外，公式（5） 可以十分準(zhǔn)確地估算出研究海域的潮汐能資源蘊(yùn)藏量（表1），尤其是可以準(zhǔn)確給出裝機(jī)規(guī)模和年發(fā)電量兩個重要參數(shù)。

表1 世界各潮汐電站實(shí)際發(fā)電量與估算發(fā)電量

此外，在我國1958年開展的第一次全國潮汐能資源普查中，分別采用公式（6） 和（7） 對各壩址的潮汐能理論裝機(jī)容量和可開發(fā)裝機(jī)容量（雙向發(fā)電） 進(jìn)行了估算，估算值是利用伯恩斯坦公式計算結(jié)果的2.67 倍。而且，在經(jīng)過一系列的潮汐示范電站建設(shè)過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)公式（6） -（7） 的評估結(jié)果偏大。在充分研究了我國若干潮汐電站的運(yùn)行狀況后，于1978年開展的第二次全國沿岸潮汐能資源普查中，利用式（8） 作為正規(guī)半日潮港潮汐電站裝機(jī)容量（技術(shù)可開發(fā)量） 的計算公式。

2.2 數(shù)值模擬方法

隨著計算機(jī)和數(shù)值模擬技術(shù)的迅速發(fā)展，潮波的數(shù)值模擬技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于另外一種潮能——潮流能的資源評估（武賀 等，2011；陳金瑞，2014）研究當(dāng)中，但對于潮汐能資源評估的應(yīng)用卻鮮有論述。Xia等（2010） 基于一維及更為普遍使用的二維海洋數(shù)值模型，提出了一種通過研究攔潮壩口門和水輪機(jī)通量與水頭關(guān)系的潮汐能資源年發(fā)電量的方法。該方法需要較為精細(xì)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，包括水深地形、實(shí)測潮汐數(shù)據(jù)、擬建壩址位置及開發(fā)形式等相關(guān)參數(shù)，因此其評估結(jié)果更為精準(zhǔn)。

為了能夠刻畫潮汐蓄水、發(fā)電的整個開發(fā)過程，該方法采用一種特殊的模擬區(qū)域分離技術(shù)（domain decomposition） 將數(shù)值模型的區(qū)域分為兩個子區(qū)域，這兩個子區(qū)域共用一條內(nèi)部開邊界，即擬建的攔潮壩，而且兩區(qū)域不相互重疊。

內(nèi)部開邊界，即在壩址口門和渦輪機(jī)之間建立了一個表征流量和水頭的關(guān)系式。于是，透過攔潮壩口門的流量Qs可表達(dá)為：

其中，Qs的單位為m3/s，Cd為流量系數(shù)，As為過流面積，H=Zu-Zd為攔潮壩內(nèi)外的水位差，即通過渦輪機(jī)前后的水位差。當(dāng)As為水道最窄處截面面積時，Cd一般取>1.0。從Cd的敏感性試驗來看，Cd越大，即攔潮壩所處的水道越窄，雖然可以造成更大功率的輸出，但其對年發(fā)電量的提升卻十分有限。

發(fā)電流量Qt和發(fā)電功率Pt可表示為：

其中，Qt的單位為m3/s，ηt為水輪機(jī)效率，ρ為海水密度，一般取1 025 kg/m3，g 為重力加速度，取9.81 m/s2。夏軍強(qiáng)等（2011） 給出了水頭、流量和潛在最大功率三要素之間的關(guān)系式（圖3.1）。圖1可以看出，水輪機(jī)功率隨水頭和流量的增加而逐漸增大，當(dāng)水頭達(dá)到6.9 m 時，流量和輸出功率皆達(dá)至最大，分別為730 m3/s 和39 MW，且不再隨水頭的增長而增大。

圖1 水輪機(jī)運(yùn)行特征曲線

2.3 各評估方法的優(yōu)劣

伯恩斯坦提出的潮汐能總量估算方法操作簡單，原理清晰，應(yīng)用性廣。除我國第一次潮汐能普查中使用的參數(shù)偏大外，其余普查過程中所采用的方法皆是相同的，但其不足之處主要表現(xiàn)在兩方面。一方面，該方法估算的結(jié)果較粗，由于該方法是建立在建壩前后的水位變化等動力條件不變的假設(shè)之上，因此建壩對水位變化曲線產(chǎn)生的影響必然使潮汐能估算產(chǎn)生一定誤差。Nekrasov（2010） 等曾指出，攔潮壩建立后庫區(qū)內(nèi)的平均水位將會降低，攔潮壩外的水位將會升高，而且，如果攔潮壩圈出的海域面積過大，還將對數(shù)百公里外的海岸線產(chǎn)生影響。另一方面，該評估方法僅能夠估算潮汐能理論裝機(jī)容量總量和年發(fā)電量，但無法給出潮汐能隨時間變化的狀況。相比之下，基于數(shù)值模擬技術(shù)的潮汐能評估法則彌補(bǔ)了上述的不足，較為準(zhǔn)確地預(yù)測建壩后的潮汐能資源的總量及其時間變化特征，但卻存在著評估條件苛刻、操作困難且存在一定的不確定性等問題。例如，數(shù)值模擬的建模需要評估海域精確的水深地形數(shù)據(jù)、岸線資料、盡可能多的海流水位實(shí)測數(shù)據(jù)、攔潮壩的初設(shè)方案作為輸入條件；由于目前此類方法一般皆由物理海洋學(xué)等專業(yè)技術(shù)人員使用，應(yīng)用案例稀少，且無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程可用，因此存在著模型選擇、網(wǎng)格水平分辨率和模型配置的各參數(shù)設(shè)置，甚至是潮汐能總量的具體算法皆不盡相同等問題，使得其評估結(jié)果的可重復(fù)性和可對比性較差，影響了該技術(shù)的推廣。

3 中國潮汐能資源評估現(xiàn)狀

截至2010年，中國共開展了4 次較大規(guī)模的潮汐能資源調(diào)查與評估（表2），潮汐能資源總量估算皆采用了伯恩斯坦提出的估算公式或是在其基礎(chǔ)上修改后的公式，評估結(jié)果仍屬于普查層面上的簡單統(tǒng)計。事實(shí)上，精確的潮汐能資源評估與其開發(fā)形式密切相關(guān)。由于潮汐能開發(fā)受到庫壩類型、發(fā)電方向（單向或雙向）、水頭設(shè)計及發(fā)電時長等因素的影響，因此以往的潮汐能資源評估方法及評估結(jié)果難以反映出不同開發(fā)形式間的差異和優(yōu)劣。

表2 中國歷次潮汐能資源普查統(tǒng)計

第一次潮汐能資源調(diào)查始于1958年，由水利部勘測設(shè)計總局主持開展，采用前蘇聯(lián)的經(jīng)驗公式（6） -（7） 估算了我國近海500 處河口和海灣的潮汐能蘊(yùn)藏量。普查結(jié)果顯示，我國沿岸潮汐能年理論儲量為2751.6×108kWh，理論裝機(jī)容量為1.1×108kW。其中，可開發(fā)裝機(jī)容量為3 584×104kW，年發(fā)電量為874.3×108kWh。

1978年，在水利部規(guī)劃設(shè)計管理局的領(lǐng)導(dǎo)下，由水電部水利水電規(guī)劃設(shè)計院主持，沿海9 ?。ㄊ小^(qū)） 的水利電力勘測設(shè)計院等單位參加，進(jìn)行了第二次全國沿岸潮汐能資源普查。在此次普查中，潮汐能估算公式中的參數(shù)較1958年有了一定的調(diào)整，即在潮差和庫容面積相同的情況下，評估結(jié)果下降為之前的80%。評估結(jié)果表明，全國沿岸單壩址裝機(jī)容量500 kW 以上的156 個海灣和33個河口的總年發(fā)電量為618.7×108kWh，而總理論裝機(jī)容量為2 158×104kW。

第三次大規(guī)模潮汐能資源評估系1986年水電部科技司和國家海洋局科技司組織開展的沿海農(nóng)村海洋能資源區(qū)劃。在此次調(diào)查評估時，采用與第二次相同的潮汐能資源估算公式，重點(diǎn)對我國沿海主要海灣內(nèi)部200～1 000 kW 的小灣進(jìn)行了補(bǔ)充調(diào)查。評估結(jié)果認(rèn)為，我國近海200 kW 以上壩址的潮汐能裝機(jī)容量為2179.6×104kW，而年發(fā)電量為624.18×108kW。雖然此次評估的壩址數(shù)達(dá)到426 個，較第二次調(diào)查評估增加了184 個，但由于港灣的面積偏小，因此潮汐能估算總量僅增加了約1%。

第四次大規(guī)模的潮汐能資源調(diào)查評估是908 專項任務(wù)“我國近海可再生能源調(diào)查與研究”中的一部分。該項目自2004年開始實(shí)施，旨在通過對我國近岸海域、潮間帶、海島及沿海地區(qū)潮汐能、潮流能、波浪能、風(fēng)能、溫差能、鹽差能等海洋可再生能源相關(guān)要素的調(diào)查，取得全面、系統(tǒng)的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，經(jīng)分析處理后，摸清我國近海海洋可再生能源的蘊(yùn)藏量和分布，同時有針對性地開展調(diào)查區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對海洋可再生能源的需求狀況及開發(fā)利用現(xiàn)狀，為海洋可再生能源開發(fā)與利用綜合評價提供技術(shù)支撐。該項目除采用了100 余個潮汐站的水位數(shù)據(jù)外，還在重要區(qū)域增設(shè)了潮汐觀測站位49 個，估算公式與第三次普查保持一致，項目實(shí)施過程中還對擬選壩址位置進(jìn)行了現(xiàn)場踏勘并進(jìn)行了可行性分析。研究表明，我國近海潮汐能資源技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量大于500 kW 的壩址（韓家新，2014）共171 個，總技術(shù)裝機(jī)容量為2282.91×104kW，年發(fā)電量約626.41×108kW·h（表3）。其中，大部分潮汐能資源主要集中在浙江和福建兩?。▓D2 和表3），其潮汐能技術(shù)可開發(fā)裝機(jī)容量為2 067.34×104kW，年發(fā)電量為568.48×108 kW·h，分別占全國可開發(fā)量的90.5%和90.7%。

表3 我國近海500 kW 以上潮汐能站址資源統(tǒng)計表

圖2 我國近海潮汐能功率密度分布

比較而言，第一次潮汐能全國普查多采用較粗略的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，且沒有核計工程的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)可行性，第二次潮汐能估算總體上較第一次的估算更為科學(xué)、細(xì)致，但由于評估工作是由不同單位的技術(shù)人員完成的，所以在選址標(biāo)準(zhǔn)、評估細(xì)節(jié)、評估深度等方面存在著的不夠統(tǒng)一的問題，第三次潮汐能資源普查是對第二次普查工作的補(bǔ)充，尤其是對裝機(jī)容量較小的海灣進(jìn)行了統(tǒng)計分析，進(jìn)一步明確了我國潮汐能資源的總體概況，而第四次潮汐能資源普查則是對前三次評估結(jié)果進(jìn)行了修訂，不僅更新了由于自然變化和海涂圍墾等造成的庫容面積變化以及壩址的改變，而且采用了更多實(shí)測數(shù)據(jù)，從而提高了估算結(jié)果的精度。但這次評估也沒有過多地考慮潮汐能裝置類型及發(fā)電方式。需要指出的是，數(shù)次普查結(jié)果表明，我國的潮汐能資源總量總體上呈下降趨勢，這可能與以下三方面的原因有關(guān)。其一是由評估公式中的參數(shù)不同引起的。由于第二次和第三次潮汐能資源評估均采用了式（8），即參數(shù)由原來的250 改為200，因此得到的潮汐能資源總量較第一次明顯減少。其二是由于自然演變或圍海造田、海港工程建設(shè)等造成的岸線變化，使得港灣面積和潮汐庫容面積減小甚至是無建站的可能性。其三是在后來的潮汐能資源評估中使用了精度較高的平均潮差，這對評估結(jié)果帶來一定的影響。總體而言，我國潮汐能資源調(diào)查評估正處于大面普查至工程勘察階段，評估內(nèi)容不斷增多，評估手段和評估結(jié)果的精度進(jìn)一步提升，可為潮汐能開發(fā)利用規(guī)劃、選址論證提供重要的參考依據(jù)，但尚存在著環(huán)境影響評價不足等問題（施偉勇等，2011；石洪源等，2012）。為此，中國財政部和海洋局于2010年聯(lián)合啟動了海洋能專項資金項目，并專門成立了海洋能開發(fā)利用管理中心，負(fù)責(zé)在研專項項目的監(jiān)督管理工作。其間，專項資金先后資助了“潮汐能和潮流能重點(diǎn)開發(fā)利用區(qū)資源勘查與選劃”、“乳山口4 萬千瓦級潮汐電站站址勘查及預(yù)可研”、“廈門市馬鑾灣萬千瓦級潮汐電站建設(shè)的站址勘查、選劃及工程預(yù)可研”、“福建沙埕港八尺門萬千瓦級潮汐電站站址勘查及工程預(yù)可研”、“溫州甌飛萬千瓦級潮汐電站建設(shè)工程預(yù)可研”等項目，對潮汐能資源豐富的浙江、福建及山東沿海的重點(diǎn)海灣進(jìn)行了潮汐能和潮流能工程勘察、選址評估等可行性研究工作。初步結(jié)果表明①上述項目多處于執(zhí)行階段，尚未結(jié)題驗收。，浙閩沿海29 個重點(diǎn)港灣的潮汐能理論蘊(yùn)藏量約為1 331.9×104kW 其中沙埕港八尺門最大理論裝機(jī)容量超過3 萬千瓦，擬裝機(jī)容量約2.1 萬千瓦，溫州鷗飛規(guī)劃裝機(jī)容量45.1 萬千瓦，乳山口最大裝機(jī)容量為4.5 萬千瓦，擬裝機(jī)容量約為4 萬千瓦。

4 中國潮汐能電站運(yùn)行狀況及規(guī)模

1958年，我國共建設(shè)了40 多座潮汐試驗電站，又在20 世紀(jì)70年代增建了10 余座潮汐電站。后來，由于種種原因多數(shù)潮汐電站已被廢棄。截至2011年，我國正在運(yùn)行發(fā)電的潮汐電站共有8 座（表3）：浙江樂清灣的江廈潮汐試驗電站、海山潮汐電站（林楚平，1999）、沙山潮汐電站、山東乳山縣的白沙口潮汐電站、浙江象山縣岳浦潮汐電站、江蘇太倉縣瀏河潮汐電站、廣西飲州灣果子山潮汐電站、福建平潭縣幸福洋潮汐電站。這8 座潮汐電站總裝機(jī)容量為6 120 千瓦，年發(fā)電量1 000萬余度。其中，浙江溫嶺的江廈潮汐電站（柯友根，2001） 的裝機(jī)容量為3 200 kW，約占總量的1/2，其余電站的裝機(jī)容量均較小。

表3 我國仍在運(yùn)行的潮汐電站及規(guī)模

5 總結(jié)與討論

我國近海的潮汐能資源十分豐富，尤其是在福建、浙江沿海地區(qū)，具有良好的資源條件、社會條件、施工條件等有利因素（李書桓等，2006），而且，數(shù)十年的潮汐試驗電站建設(shè)運(yùn)行為我們積累了很多寶貴的潮汐電站建設(shè)和運(yùn)維經(jīng)驗。但應(yīng)指出的是，目前在潮汐能開發(fā)利用方面仍存在著戰(zhàn)略部署、法律政策、公共參與等方面的問題（周歆，2014），而且資源評估和環(huán)境影響評價技術(shù)仍不夠完善，能量轉(zhuǎn)換效率尚有待提高，尤其是開發(fā)海域的協(xié)調(diào)使用問題，更是牽扯到諸多方面和相關(guān)部門。凡此種種都將對我國的潮汐能開發(fā)利用帶來一定的困難。針對上述問題，可采取以下解決方案：

（1） 積極借鑒英國、瑞典等潮汐發(fā)電技術(shù)相對成熟國家的新技術(shù)，如新型的潮汐發(fā)電裝置、水下潮汐電站等，以便提高我國潮汐發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性和實(shí)用性。

（2） 積極發(fā)展潮汐能資源工程勘察和環(huán)境影響評價技術(shù)。針對潮汐能開發(fā)利用的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有的潮汐能示范工程建設(shè)，建立包括資源條件、發(fā)電裝置選型、電力輸送及并網(wǎng)、生態(tài)環(huán)境影響和投資收益等在內(nèi)的綜合評價體系，為潮汐電站建設(shè)提供有效的技術(shù)指導(dǎo)。

（3） 積極推進(jìn)潮汐能綜合開發(fā)利用策略。在建設(shè)潮汐電站的同時，要因地制宜地開展海上養(yǎng)殖、圍涂、旅游和交通等生產(chǎn)活動，以增加對新技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)資本。同時，政府應(yīng)加大對潮汐能開發(fā)利用的支持力度，制定諸如減免稅收、電價補(bǔ)貼等優(yōu)惠政策，并制定和完善相應(yīng)的電力競爭機(jī)制，從而激發(fā)投資者的積極性，開創(chuàng)我國潮汐能資源開發(fā)利用工作的新局面。

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