海洋能源標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與分析＊

李晶，楊立，馬越，徐紅瑞

（國(guó)家海洋技術(shù)中心 天津 300112）

海洋能源產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)入商業(yè)或預(yù)商業(yè)時(shí)代，大量的技術(shù)正在全世界范圍接受測(cè)試，作為一個(gè)相對(duì)新奇的技術(shù)產(chǎn)業(yè)，許多障礙和不確定的因素需要被鑒定和排除，國(guó)際上和各發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開始制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解決這些問(wèn)題。

1 海洋能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近些年，海洋能源開發(fā)利用技術(shù)一直在飛快發(fā)展，試驗(yàn)與測(cè)試環(huán)境、方法都在不斷地改進(jìn)與完善，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家也在紛紛設(shè)立海洋能源方面的專門服務(wù)機(jī)構(gòu)，建立相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、政策、文件，以促進(jìn)海洋能發(fā)電裝置的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

美國(guó)搭建了全方位的支撐與服務(wù)體系，以促進(jìn)海洋能源項(xiàng)目的快速發(fā)展，目前在建的海洋能項(xiàng)目已有20多個(gè)。西北國(guó)家海洋可再生能源中心（NNMREC）、東南國(guó)家海洋可再生能源中心（SNMREC）和夏威夷國(guó)家海洋可再生能源中心（HINMREC）就是美國(guó)能源部成立的3個(gè)國(guó)家海洋可再生能源中心，其不僅僅局限于理論研究與技術(shù)開發(fā)，還建立了試驗(yàn)與測(cè)試環(huán)境，打造面向全世界的綜合測(cè)試與科研中心。

歐洲海洋能源中心（EMEC）是國(guó)際知名的權(quán)威性海洋能轉(zhuǎn)換裝置測(cè)試及認(rèn)證中心，其發(fā)布了關(guān)于海洋能裝置的資源評(píng)估、性能評(píng)估、室內(nèi)測(cè)試等12項(xiàng)海洋能開發(fā)利用技術(shù)文件，其中有6項(xiàng)技術(shù)文件正在申請(qǐng)成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程之中，這份文件適用于海洋能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)從概念到發(fā)電場(chǎng)的各個(gè)階段，大大促進(jìn)了海洋能裝置的研發(fā)與測(cè)試。

日本通產(chǎn)省工業(yè)技術(shù)研究院于1974年制訂了“陽(yáng)光計(jì)劃”，該計(jì)劃是日本政府為發(fā)展新能源和可再生能源而制定的能源戰(zhàn)略，其支持的新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）在2011年啟動(dòng)的項(xiàng)目，主要是推動(dòng)海洋能實(shí)際應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，特別是波浪能、潮流能和海洋溫差能，以及海洋能利用系統(tǒng)的基本研究。

我國(guó)也通過(guò)出臺(tái)法律法規(guī)、頒布發(fā)展規(guī)劃、設(shè)立專項(xiàng)資金等方式支持海洋能利用技術(shù)的發(fā)展。在國(guó)家的大力支持下，一批海洋能開發(fā)利用的新方法、新裝置取得突破進(jìn)展。面對(duì)海洋能發(fā)電裝置快速發(fā)展的需求，我國(guó)亟須制定配套海洋能源標(biāo)準(zhǔn)，以引導(dǎo)和規(guī)范海洋能發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

2 海洋能源國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

近20多年來(lái)，受化石燃料能源危機(jī)和環(huán)境變化壓力的驅(qū)動(dòng)，作為主要可再生能源之一的海洋能事業(yè)取得了很大發(fā)展，在相關(guān)高技術(shù)后援的支持下，海洋能開發(fā)利用技術(shù)日趨成熟。國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)化組織、海洋能源部門都已經(jīng)發(fā)布了海洋能源轉(zhuǎn)換裝置配套標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)文件，為世界各國(guó)進(jìn)行海洋能源領(lǐng)域的貿(mào)易和技術(shù)交流，提供基本準(zhǔn)則和統(tǒng)一要求。國(guó)際上認(rèn)可的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，目前主要由3個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)（International Standardization Organization，ISO）、國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrotechnical Commission，IEC）、國(guó)際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）所制定。

IEC／TC 114Marine energy－wave，tidal and other water current converters是海洋能——波浪能、潮汐能和其他水流能轉(zhuǎn)換設(shè)備技術(shù)委員會(huì)，對(duì)海洋能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)化的范圍重點(diǎn)集中在將波浪能、潮汐能和其他水流能轉(zhuǎn)換成電能。IEC／TC 114目前已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)有3項(xiàng)，正在起草的標(biāo)準(zhǔn)有8項(xiàng)。國(guó)際海洋能源標(biāo)準(zhǔn)的建立，是為了提高波浪能、潮汐能和水流能能量轉(zhuǎn)換設(shè)備整體的經(jīng)濟(jì)可行性和可接受性，減輕技術(shù)和金融風(fēng)險(xiǎn)，使市場(chǎng)能夠更快地吸收商業(yè)海洋能源產(chǎn)品。

2.1 已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)

IEC／TC 114目前已發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)有3項(xiàng)，包括術(shù)語(yǔ)［1］、波浪能發(fā)電裝置發(fā)電性能評(píng)估［2］、潮汐能發(fā)電裝置發(fā)電性能評(píng)估［3］。

2.1.1 術(shù)語(yǔ)

IEC／TC 114發(fā)布的技術(shù)規(guī)范定義了海洋和海洋可再生能源的相關(guān)術(shù)語(yǔ)，針對(duì)海洋資源、海洋可再生能源和波浪、潮汐和其他水流能轉(zhuǎn)換器提出明確、統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)，以幫助項(xiàng)目開發(fā)、工程和標(biāo)準(zhǔn)的制定，促進(jìn)海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)相關(guān)的國(guó)際組織和個(gè)體之間的交流和影響。

2.1.2 波浪能發(fā)電裝置發(fā)電性能評(píng)估

波浪能產(chǎn)業(yè)正從初級(jí)階段過(guò)渡到商業(yè)化生產(chǎn)階段，制定本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)規(guī)范海洋行業(yè)波浪能轉(zhuǎn)換器的動(dòng)力性能評(píng)估方法，推動(dòng)產(chǎn)品商業(yè)化具有重要作用。該標(biāo)準(zhǔn)提供基于試驗(yàn)場(chǎng)，評(píng)估波浪能轉(zhuǎn)換裝置發(fā)電性能的方法。適用范圍包括近岸、近海、深水和淺水波浪能資源豐富的區(qū)域的發(fā)電的波浪能轉(zhuǎn)換裝置；處于商業(yè)化階段的順應(yīng)系泊式、繃緊系泊式、坐底式、岸式波浪能轉(zhuǎn)換裝置。

2.1.3 潮汐能發(fā)電裝置發(fā)電性能評(píng)估

潮汐能發(fā)電正在進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)化階段，現(xiàn)在可以為部分地方電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電力，該標(biāo)準(zhǔn)提供系統(tǒng)的實(shí)用比尺和當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)潮流能發(fā)電裝置的發(fā)電性能的評(píng)估方法；界定了潮流能轉(zhuǎn)換裝置額定電力以及額定流速；潮流能轉(zhuǎn)換裝置的發(fā)電曲線描述方法以及編寫報(bào)告結(jié)果的框架。

2.2 正在制定的標(biāo)準(zhǔn)

IEC／TC 114正在制定的標(biāo)準(zhǔn)有8項(xiàng)，對(duì)海洋能的通用技術(shù)規(guī)范、波浪能水槽測(cè)試、波浪能和潮汐能的資源評(píng)估等方面制定了標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.1 通用技術(shù)規(guī)范

正在制定的通用技術(shù)規(guī)范對(duì)海洋能設(shè)備的設(shè)計(jì)、錨泊系統(tǒng)、熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電力質(zhì)量做了規(guī)定。國(guó)際海洋能通用技術(shù)規(guī)范的制定對(duì)國(guó)際上和各個(gè)國(guó)家之間統(tǒng)一海洋能轉(zhuǎn)換設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)證和評(píng)價(jià)的基本技術(shù)要求，規(guī)范海洋能經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)發(fā)揮著重要作用。

（1）“海洋能設(shè)備設(shè)計(jì)要求”提出了基本的設(shè)計(jì)要求，以確保海洋能設(shè)備的工程完整性，保證設(shè)備達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)壽命；

（2）“海洋能源轉(zhuǎn)換設(shè)備錨泊系統(tǒng)評(píng)價(jià)”規(guī)范錨泊系統(tǒng)安裝、維護(hù)、評(píng)定程序；

（3）“海洋熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)”制定了一個(gè)統(tǒng)一的方法，以確保海洋熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和驗(yàn)證的一致性和準(zhǔn)確度；

（4）“波浪能、潮汐能和其他水流能設(shè)備的電力質(zhì)量要求”對(duì)控制海洋能設(shè)備電力質(zhì)量起到了重要的作用。

2.2.2 波浪能、潮汐能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

與波浪能、潮汐能相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，IEC／TC 114正在制定的有4項(xiàng)，包括波浪能、潮汐能資源的評(píng)定和界定、波浪能轉(zhuǎn)換設(shè)備第二個(gè)站位的功率性能的評(píng)價(jià)、波浪能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的水槽測(cè)試。

（1）“波浪能資源的評(píng)定和界定”與“潮汐能資源的評(píng)定和界定”兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)提供了波浪能、潮汐能資源的測(cè)量、分析技術(shù)和報(bào)告方面的指導(dǎo)，制定了評(píng)估、測(cè)量及資源分析的精確、統(tǒng)一的方法，以幫助研發(fā)人員測(cè)量海洋能資源和選擇裝置布放地點(diǎn)，并保證資源評(píng)估結(jié)果的正確性。

（2）“波浪能轉(zhuǎn)換設(shè)備第二個(gè)站位的功率性能的評(píng)價(jià)”提供了波浪能轉(zhuǎn)換設(shè)備在第二個(gè)站位的功率性能評(píng)價(jià)的方法和條件，該方法可以在資料有限或者不完整的情況下對(duì)波浪能轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行評(píng)估。

（3）“波浪能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的水槽測(cè)試”為波浪能轉(zhuǎn)換設(shè)備開發(fā)早期階段的測(cè)試，提供了結(jié)構(gòu)化的方案和詳細(xì)的測(cè)試步驟，以幫助中小企業(yè)、資助機(jī)構(gòu)或其他感興趣的投資者對(duì)波浪能轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行開發(fā)和評(píng)估，減輕技術(shù)和財(cái)政風(fēng)險(xiǎn)。

3 海洋能源國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)

海洋波浪能、潮汐能、潮流能和溫差能等可再生能源的開發(fā)利用是推動(dòng)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的重要工作。近些年，我國(guó)海洋能事業(yè)取得了很大的進(jìn)展，潮汐能利用技術(shù)基本成熟，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，潮流能、波浪能等技術(shù)研發(fā)和小型示范應(yīng)用也取得一定進(jìn)展，已有較好的技術(shù)儲(chǔ)備。但是在海洋能源領(lǐng)域，我國(guó)至今未發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此當(dāng)務(wù)之急是開展海洋能開發(fā)利用標(biāo)準(zhǔn)化研究與建設(shè)?！秶?guó)家海洋事業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》明確指出：“搭建海洋可再生能源開發(fā)利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完善海洋可再生能源標(biāo)準(zhǔn)體系”，可見(jiàn)國(guó)家對(duì)海洋標(biāo)準(zhǔn)化工作的重視?！度珖?guó)海洋標(biāo)準(zhǔn)化“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中也將海洋能利用標(biāo)準(zhǔn)的制定作為“十二五”期間的主要任務(wù)之一，重點(diǎn)開展海洋能電站技術(shù)、海洋能轉(zhuǎn)換檢測(cè)方法、海洋能利用環(huán)境評(píng)價(jià)、安全檢測(cè)等方面標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定工作。近幾年，國(guó)家正從以下幾個(gè)方面開展海洋能標(biāo)準(zhǔn)化工作。

3.1 海洋能開發(fā)利用標(biāo)準(zhǔn)體系

國(guó)家海洋局2011年通過(guò)國(guó)家“海洋可再生能源專項(xiàng)資金項(xiàng)目”支持，組織建立了“海洋能開發(fā)利用標(biāo)準(zhǔn)體系”。該標(biāo)準(zhǔn)體系從海洋可再生能源資源調(diào)查與評(píng)估、能源轉(zhuǎn)化設(shè)備與測(cè)試、能源發(fā)電廠建設(shè)和能源資源開發(fā)利用管理4個(gè)方面安排、部署了標(biāo)準(zhǔn)制定工作。該標(biāo)準(zhǔn)體系已經(jīng)廣泛征求了國(guó)內(nèi)海洋可再生能源開發(fā)利用各個(gè)方面組織機(jī)構(gòu)的意見(jiàn)，形成了送審稿。

3.2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)化

目前，英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)等同采用了IEC／TS 62600－1－2011標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(huì)等同采用了IEC／TS 62600－100－2012標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也將要把IEC／TC 114已發(fā)布的3項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)申請(qǐng)立項(xiàng)。推進(jìn)采用海洋能國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，有效引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)海洋能技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)海洋能開發(fā)利用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的出臺(tái)，可以更好地發(fā)揮海洋能開發(fā)利用標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)支撐作用，有效地促進(jìn)海洋能技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)的有序化和規(guī)范化。

3.3 海洋能標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)

國(guó)家海洋局通過(guò)海洋觀測(cè)及海洋能源開發(fā)利用分技術(shù)委員會(huì)，已經(jīng)制定、出臺(tái)了3項(xiàng)海洋可再生能源開發(fā)利用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括《海洋能源術(shù)語(yǔ)》《海流和潮流能量分布圖繪制方法》和《海浪能量分布圖繪制方法》。另外，正在制定20余項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括《海洋能調(diào)查質(zhì)量控制要求》《海洋能源調(diào)查儀器設(shè)備通用技術(shù)條件》《海洋能源術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)》和《海洋能術(shù)語(yǔ)調(diào)查和評(píng)估術(shù)語(yǔ)》等。海洋能標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布填補(bǔ)了我國(guó)海洋能源領(lǐng)域基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)、海洋能技術(shù)規(guī)范等方面的空白，非常適用于海洋能源開發(fā)實(shí)際工作的需要。

4 海洋能源標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展?fàn)顟B(tài)及趨勢(shì)

世界各國(guó)都已經(jīng)意識(shí)到標(biāo)準(zhǔn)的重要性，國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)化組織和海洋發(fā)達(dá)國(guó)家都在紛紛制定海洋能源轉(zhuǎn)換裝置的配套標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)文件，海洋能源標(biāo)準(zhǔn)體系在標(biāo)準(zhǔn)的建立過(guò)程中也被逐漸的完善起來(lái)。國(guó)際和國(guó)內(nèi)海洋能標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的對(duì)比狀態(tài)如表1所示。

表1 國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的對(duì)比

我國(guó)海洋能源標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢(shì)：

（1）海洋能源國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化正在快速發(fā)展，我國(guó)需要跟上國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展的步伐，積極參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，逐步與國(guó)際接軌，推進(jìn)海洋能源的標(biāo)準(zhǔn)化工作。

（2）海洋能源標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)該是有序進(jìn)行的工作，依據(jù)法律法規(guī)，根據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)需要和國(guó)家海洋標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展規(guī)劃，制定和修訂標(biāo)準(zhǔn)。

（3）推動(dòng)海洋能源科技研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)研制、市場(chǎng)開拓的一體化，通過(guò)海洋能源標(biāo)準(zhǔn)傳播最好的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)入新的市場(chǎng)并推動(dòng)創(chuàng)新。

（4）培養(yǎng)海洋能源標(biāo)準(zhǔn)化人才。

5 結(jié)束語(yǔ)

海洋能源開發(fā)利用標(biāo)準(zhǔn)化工作是我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要組成部分，是實(shí)施海洋能源科學(xué)管理的基礎(chǔ)，也是推廣應(yīng)用海洋能源科研成果和新技術(shù)的橋梁。目前海洋能源開發(fā)利用標(biāo)準(zhǔn)處于非常急缺的狀態(tài)，需要海洋工作者把海洋工作經(jīng)驗(yàn)與國(guó)內(nèi)外海洋能源技術(shù)、市場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)等多方面相結(jié)合，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)補(bǔ)充、完善海洋能源標(biāo)準(zhǔn)體系。標(biāo)準(zhǔn)立起來(lái)就是屏障，保護(hù)自己；放下來(lái)就是平臺(tái)，開拓市場(chǎng)。國(guó)家針對(duì)我國(guó)國(guó)情和海洋能源技術(shù)現(xiàn)狀，在不斷完善海洋能源領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系，豎立起保護(hù)國(guó)家和人民利益的屏障，抵制外來(lái)產(chǎn)品的肆意入侵；建立起促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的平臺(tái)，協(xié)調(diào)國(guó)內(nèi)海洋能源經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的平衡。完善海洋能標(biāo)準(zhǔn)體系，推進(jìn)海洋能標(biāo)準(zhǔn)的建立，才是真正可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。

［1］IEC／TC 114.Marine energy－Wave，tidal and other water current converters－Part 1：Terminology.IEC／TS 62600－1.2011（12）［EB／OL］.［2014－06－21］http：／／webstore.iec.ch.

［2］IEC／TC 114.Marine energy－Wave，tidal and other water current converters－Part 100：Electricity producing wave energy converters－Power performance assessment.IEC／TS 62600－100.2012（08）［EB／OL］.［2014－06－21］http：／／webstore.iec.ch.

［3］IEC／TC 114.Marine energy－Wave，tidal and other water current converters－Part 200：Electricity producing tidal energy converters－Power performance assessment.IEC／TS 62600－200.2012（10）［EB／OL］.［2014－06－21］http：／／webstore.iec.ch.