海洋潮流能示范應(yīng)用與展望

杭州林東新能源科技股份有限公司董事長兼總工程師 林東

杭州林黃丁新能源研究院有限公司副總裁 姜芳

浙江舟山聯(lián)合動能新能源開發(fā)有限公司行政部部長 陳海波

海洋能，特別是海洋潮流能，具有儲量巨大、清潔無污染、取之不盡、用之不竭等突出優(yōu)點。與太陽能、風(fēng)能相比，海洋能規(guī)律性強、不占用陸地，在國際上被譽為“藍(lán)色油田”和“海上沙特阿拉伯”，是非常理想的可再生能源，是新一輪能源產(chǎn)業(yè)革命的重要方向。

海洋潮流能應(yīng)用助力能源低碳轉(zhuǎn)型

潮流能作為清潔無污染的綠色可再生新能源，具有儲量大、分布廣、可預(yù)測性強、環(huán)境污染小等特點，開發(fā)利用潮流能對加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、降低環(huán)境污染具有重要的現(xiàn)實意義。新型潮流能發(fā)電裝置作為一種開放式的海洋能量捕獲裝置，不像傳統(tǒng)潮流能發(fā)電站那樣需搭建大壩，也無需巨額的前期投資。利用該裝置發(fā)電時，由于葉輪轉(zhuǎn)速慢，各種海洋生物仍可以在葉輪附近流動，同時不會產(chǎn)生大的噪聲，不影響人們的視覺環(huán)境，因此可以保持良好的地域生態(tài)環(huán)境。

海洋潮流能應(yīng)用需科技先行

海洋潮流能的開發(fā)，涉及學(xué)科領(lǐng)域多，且交叉密切，其示范電站的建設(shè)，由于海底地形千變?nèi)f化，無論是初期選址還是海洋環(huán)境、水文、地質(zhì)具體數(shù)據(jù)的測量，再到基礎(chǔ)工程的建設(shè)，整個過程跨越了多個研究階段，難度非常大。而大功率海洋潮流能發(fā)電機組穩(wěn)定發(fā)電、可靠運行更是重大難題，也是主要發(fā)達(dá)國家爭先布局的新能源科技焦點和產(chǎn)業(yè)熱點。

浙江省是海洋潮流能資源大省，早在2005年10月6日，時任浙江省委書記習(xí)近平同志就極具前瞻性地對海洋能開發(fā)作出批示：潮汐能開發(fā)利用符合發(fā)展方向，我省又具有優(yōu)越的開發(fā)條件，雖一時不能成為主要能源，但從現(xiàn)在起應(yīng)推動潮汐能的開發(fā)，使其走在全國前列。

在習(xí)總書記批示精神指引下，自2009年開始，杭州林東新能源科技股份有限公司（簡稱LHD）研發(fā)團隊，歷時8年成功研發(fā)了由15個系統(tǒng)構(gòu)成的世界首臺“3.4兆瓦LHD模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機組”系統(tǒng)群，申請并已獲授權(quán)的國際國內(nèi)專利合計63 項，其中發(fā)明專利27 項，國外發(fā)明專利13項，擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)，屬于完全由我國自主研發(fā)的科技原始創(chuàng)新項目。2016年7月27日，LHD海洋潮流能發(fā)電項目首期裝機1兆瓦機組在舟山順利下海發(fā)電，2016年8月26日成功并網(wǎng)。2017年5月25日開始，該發(fā)電機組實現(xiàn)全天候發(fā)電并網(wǎng)。截至2020 年12 月底，該機組已發(fā)電并網(wǎng)連續(xù)運行超過43個月，累計發(fā)電總量超過200 萬千瓦時，實現(xiàn)了大功率發(fā)電、穩(wěn)定發(fā)電、并入電網(wǎng)三大跨越。在持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電并網(wǎng)時間上，我國LHD海洋發(fā)電項目領(lǐng)跑世界。

2018年11 月29 日和2018 年12月29日，LHD 海洋潮流能發(fā)電項目第二代裝機400千瓦機組、第三代裝機300千瓦機組相繼下海發(fā)電。目前，LHD項目4個投運機組模塊已全面涵蓋當(dāng)前國際上潮流能發(fā)電機主流機型，總投運裝機達(dá)到1700 千瓦，裝機規(guī)模和科技水平領(lǐng)先世界。與國際主流技術(shù)相比，LHD 海洋發(fā)電項目采用了“平臺式+模塊化+集成化”的科學(xué)路徑，有效破解了海上安裝、運行維護、垃圾防護、電力輸送等關(guān)鍵問題，具有裝機功率大、資源利用率高、環(huán)境友好性強、海域兼容性好、項目可復(fù)制性強等特點，有望在國際上率先實現(xiàn)商業(yè)化運行。2017年10月20日，專家委員會對LHD項目進(jìn)行了科技成果鑒定，與會專家一致評價LHD 項目成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平，并一致建議2016 年8月26 日為中國海洋潮流能發(fā)電并網(wǎng)日。

LHD 海洋潮流能項目保持43 個月不間斷運行的數(shù)據(jù)，充分展現(xiàn)了我國海洋可再生能源的建設(shè)成果。而2021 年，對于LHD 的研發(fā)團隊來說，更是無比關(guān)鍵的一年，LHD第四代裝機1.6兆瓦機組“奮進(jìn)號”將于2021年初下海發(fā)電并網(wǎng)，這也是建設(shè)中國潮流能兆瓦級機組的開局之年。我們也相信，兆瓦級潮流能機組的研發(fā)不是終點，而是新奮斗的起點。從此刻開始，到2025年，也是“等不起、慢不得”的關(guān)鍵5年，對保持我國海洋潮流能的國際領(lǐng)先地位極為重要。

全球海洋潮流能發(fā)展現(xiàn)狀

海洋潮流能開發(fā)在世界范圍內(nèi)受到重視，海洋潮流能行業(yè)熱度不斷上升，全球主要經(jīng)濟體紛紛制定海洋能科技相關(guān)發(fā)展規(guī)劃，不斷增加投入，推進(jìn)海洋潮流能開發(fā)的快速發(fā)展。

加拿大政府向新斯科舍省可持續(xù)海洋能源公司（SME）提供2850 萬美元，用于支持加拿大第一個漂浮式潮流能陣列項目。這是加拿大政府有史以來最大的一次潮流能項目投資，旨在支持可再生能源技術(shù)創(chuàng)新，為加拿大清潔能源增長提供動力，以及在新冠肺炎疫情流行的環(huán)境下創(chuàng)造就業(yè)振興當(dāng)?shù)亟?jīng)濟。

2020 年12 月1 日，歐洲海洋能源行業(yè)組織（OEE）的首席執(zhí)行官雷米·格呂埃和國際可再生能源署（IRENA）的總干事弗朗西斯科·凱莫拉在年度歐洲海洋能源展覽會上簽署了諒解備忘錄（MoU）。通過在歐洲和全球范圍內(nèi)推廣正確的政策激勵措施和創(chuàng)新的商業(yè)模式，該伙伴關(guān)系將加深現(xiàn)有合作，以加速海洋能源技術(shù)的商業(yè)化。

2020 年9 月，歐洲海洋能技術(shù)與創(chuàng)新平臺（ETIP Ocean）發(fā)布了《海洋能戰(zhàn)略研究與創(chuàng)新議程》。該議程指出，2021～2025年將實施的關(guān)鍵研究創(chuàng)新優(yōu)先事項及相關(guān)預(yù)算共計10.06 億歐元（79.4 億人民幣），旨在推進(jìn)海洋能技術(shù)發(fā)展并大幅降低成本，到2050 年實現(xiàn)“氣候中性”歐洲。

2020年7月，愛米克公司（EMEC）與韓國海洋科學(xué)技術(shù)研究所（KIOST）達(dá)成協(xié)議，幫助KIOST開發(fā)其潮流能試驗場。KIOST正在韓國西南海域建設(shè)并網(wǎng)的潮流能試驗場——韓國潮流能中心（K-TEC），測試能力可達(dá)4.5 兆瓦。

2020 年7月，OEE發(fā)布了《海洋能——歐洲重要的新興產(chǎn)業(yè)》愿景文章。該愿景指出，海洋能的部署潛力巨大。據(jù)預(yù)測，到2030 年歐洲的潮流能部署裝機將達(dá)220萬千瓦，波浪能達(dá)42.3 萬千瓦；到2050 年，整個歐洲的潮流能和波浪能裝機將達(dá)100吉瓦，可滿足歐洲當(dāng)前10%的電力需求，即每年9400 萬戶家庭用電量。潮流能開發(fā)產(chǎn)業(yè)發(fā)展再次加速。

我國海洋潮流能應(yīng)用建議及展望

面向2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)，我國海洋科技發(fā)展面臨重大需求和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，我們可以把握以下重大機遇：浙江省舟山海域是我國潮流能最豐富的地區(qū)，推進(jìn)舟山百兆瓦潮流能規(guī)模化示范工程建設(shè)并實現(xiàn)并網(wǎng)運行，通過潮流能規(guī)模化開發(fā)利用，提升裝備性能、降低開發(fā)成本，研究提出潮流能上網(wǎng)電價建議，加快推進(jìn)潮流能產(chǎn)業(yè)發(fā)展配套政策的出臺。研究規(guī)?；绷髂馨l(fā)電場建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，支持建設(shè)“潮流能產(chǎn)業(yè)示范區(qū)”，完善公共支撐服務(wù)平臺建設(shè)，帶動產(chǎn)業(yè)集聚，緊扣海洋能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)需求，推動產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，著力培養(yǎng)更多具有自主知識產(chǎn)權(quán)和核心競爭力的企業(yè)，推動我國潮流能技術(shù)裝備“走出去”，保持我國海洋潮流能的科技成果及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國際領(lǐng)先地位。同時，海洋潮流能開發(fā)是一個典型的跨界融合行業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈條長，其帶動性與產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大，其大規(guī)模商業(yè)化也將成為全球產(chǎn)業(yè)競合的焦點與必爭之地。在此基礎(chǔ)上，我們還需及時修訂和完善相應(yīng)法律法規(guī)，健全配套措施，才能讓我國的潮流能產(chǎn)業(yè)走得更長遠(yuǎn)。

綠色發(fā)展始終是LHD 研發(fā)團隊執(zhí)著堅守的信念，LHD研發(fā)團隊將不忘初心、穩(wěn)中求進(jìn)，在面向世界科技前沿、面向國家重大需求、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場的戰(zhàn)略目標(biāo)中，不斷探索研究大功率和超臨界點高效能發(fā)電機組穩(wěn)定發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，最終達(dá)到潮流能發(fā)電成本競爭火電的目標(biāo)，為人類貢獻(xiàn)可持續(xù)的清潔能源。奮斗新時代，展望新未來，LHD研發(fā)團隊作為潮流能領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的探路者，也將始終以“為人類增加一種由中國人研發(fā)的便宜海洋清潔能源”為使命，秉持科技創(chuàng)新驅(qū)動綠色發(fā)展的堅定信念，奮力助推國家能源高質(zhì)量綠色發(fā)展，為建設(shè)美麗中國踐行企業(yè)的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。