海洋能的發(fā)展現(xiàn)狀(圖)
2006/6/28 14:49:16 電源在線網(wǎng)
一、世界海洋能發(fā)展現(xiàn)狀
在陸地礦物燃料日趨枯竭和污染已趨嚴(yán)重，世界上一些主要的海洋國(guó)家紛紛把目光轉(zhuǎn)向海洋，加大投入，促進(jìn)和加快了人類開發(fā)利用海洋的步伐，摸清資源狀況，制定發(fā)展計(jì)劃，組織科技項(xiàng)目到實(shí)用技術(shù)的試驗(yàn)，均投入了大量的人力物力。
如英國(guó)從70年代以來(lái)，制定了強(qiáng)調(diào)能源多元化的能源政策，鼓勵(lì)發(fā)展包括海洋能在內(nèi)的多種可再生能源。1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)發(fā)大會(huì)后，為實(shí)現(xiàn)對(duì)資源和環(huán)境的保護(hù)，又進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)海洋能源的開發(fā)利用，把波浪發(fā)電研究放在新能源開發(fā)的首位，曾因投資多，技術(shù)領(lǐng)先而著稱。決定在蘇格蘭西海岸興建一座裝機(jī)容量2萬(wàn)kW的固定式波力電站。在潮汐能開發(fā)利用方面也進(jìn)行了大規(guī)模的可行性研究和前期開發(fā)研究，并計(jì)劃在1997年在塞汶河口建造一座裝機(jī)容量為8.640MW，年發(fā)電量約為170億kWh的潮汐電站，英國(guó)已具有建造各種規(guī)模的潮汐電站的技術(shù)力量，并認(rèn)為是極有潛力的世界市場(chǎng)。
日本在海洋能開發(fā)利用方面十分活躍，成立了海洋能轉(zhuǎn)移委員會(huì)，僅從事波浪能技術(shù)研究的科技單位就有日本海洋科學(xué)技術(shù)中心等10多個(gè)，還成立了海洋溫差發(fā)電研究所，并在海洋熱能發(fā)電系統(tǒng)和換熱器技術(shù)上領(lǐng)先于美國(guó)，取得了舉世矚目的成就。
美國(guó)把促進(jìn)可再生能源的發(fā)展作為國(guó)家能源政策的基石，由政府加大投入，制定各種優(yōu)惠政策，經(jīng)長(zhǎng)期發(fā)展，成為世界上開發(fā)利用可再生能源最多的國(guó)家，其中尤為重視海洋發(fā)電技術(shù)的研究，1979年在夏威夷島西部沿岸海域建成一座稱為MINI─OTCE溫差發(fā)電裝置，其額定功率50kW，凈出力18.5kW，這是世界上首次從海洋溫差能獲得具有實(shí)用意義的電力。
法國(guó)早在60年代就投入巨資建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐發(fā)電站，裝機(jī)容量24萬(wàn)kW，年發(fā)電量5億kWH的朗斯潮汐電站。
印度面對(duì)能源供應(yīng)不足，電力短缺的困境，在海洋能等可再生能源開發(fā)利用上加大投入，從減免所得稅和關(guān)稅，建立專門貸款機(jī)構(gòu)，吸引外資以及加快折舊等多方面實(shí)施優(yōu)惠政策，使它在短短的二三年內(nèi)一躍跨入世界可再生能源開發(fā)利用的先進(jìn)行列，1994年還計(jì)劃用5億美元在泰米爾納德邦近海引入美國(guó)技術(shù)，建立一座10萬(wàn)kW的海洋溫差發(fā)電裝置。
印尼在挪威的幫助下，從1988年開始在巴厘島建造一座1500kW的波力電站，并制定建造數(shù)百座波力電站，實(shí)現(xiàn)聯(lián)站并網(wǎng)的發(fā)電計(jì)劃。
二、中國(guó)海洋能發(fā)展現(xiàn)狀
1．潮汐能發(fā)電技術(shù)進(jìn)展及項(xiàng)目
潮汐發(fā)電是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種。全世界潮汐電站的總裝機(jī)容量為265MW，中國(guó)為5.64MW，如下表所列。
表5-1 中國(guó)主要潮汐電站
中國(guó)是世界上建造潮汐電站最多的國(guó)家，在50年代至70年代先后建造了近50座潮汐電站，但據(jù)80年代初的統(tǒng)計(jì)，只有8個(gè)電站仍正常運(yùn)行發(fā)電。江廈電站是中國(guó)最大的潮汐電站，目前已正常運(yùn)行近20年。
江廈電站研建是國(guó)家“六五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，總投資為1130萬(wàn)人民幣，1974年開始研建，1980年首臺(tái)500kW機(jī)組開始發(fā)電，至1985年完成。電站共安裝500kW機(jī)組一臺(tái)，600kW機(jī)組一臺(tái)和700kW機(jī)組3臺(tái)，總?cè)萘?.2MW。電站為單庫(kù)雙作用式，水庫(kù)面積為1.58×106m2，設(shè)計(jì)年發(fā)電量為10.7×106kWh。1996年全年的凈發(fā)電為5.02×106kWh，約為設(shè)計(jì)值的一半。其原因主要是機(jī)組運(yùn)行的設(shè)計(jì)狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)有差別。同時(shí)，機(jī)組的保證率、運(yùn)行控制方式等也都需要提高。但江廈電站總體說是成功的，為中國(guó)潮汐電站的建造提供了較全面的技術(shù)，同時(shí)，也為潮汐電站的運(yùn)行、管理和多種經(jīng)營(yíng)等積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
潮汐發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括潮汐發(fā)電機(jī)組、水工建筑、電站運(yùn)行和海洋環(huán)境等。中國(guó)60年代和70年代初建的潮汐電站技術(shù)水平相對(duì)較低，但江廈電站屬技術(shù)上較成熟的電站。
“八五”期間，在原國(guó)家科委重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目的支持下，還開展了相關(guān)技術(shù)設(shè)備的研究開發(fā)，如全貫流機(jī)組的開發(fā)和燈泡貫流機(jī)組的改進(jìn)�？偟恼f來(lái)潮汐發(fā)電機(jī)組的技術(shù)已基本成熟。
2．波浪能利用的研究進(jìn)展與主要項(xiàng)目
中國(guó)是世界上主要的波能研究開發(fā)國(guó)家之一。從80年代初開始主要對(duì)固定式和漂浮式振蕩水柱波能裝置以及擺式波能裝置等進(jìn)行研究。1985年中科院廣州能源研究所開發(fā)成功利用對(duì)稱翼透平的航標(biāo)燈用波浪發(fā)電裝置。經(jīng)過十多年的發(fā)展，已有60W至450W的多種型號(hào)產(chǎn)品并多次改進(jìn)，目前已累計(jì)生產(chǎn)600多臺(tái)在中國(guó)沿海使用，并出口到日本等國(guó)家�！捌呶濉逼陂g，由該所牽頭，在珠海市大萬(wàn)山島研建了一座波浪電站并于1990年試發(fā)電成功。電站裝機(jī)容量3kW，對(duì)稱翼透平直徑0.8m�！鞍宋濉逼陂g，在原國(guó)家科委的支持下，由中科院廣州能源研究所和國(guó)家海洋局天津海洋技術(shù)所分別研建了20kW岸式電站、5kW后彎管漂浮式波力發(fā)電裝置和8kW擺式波浪電站，均試發(fā)電成功。
“九五”期間，在科技部科技攻關(guān)計(jì)劃支持下，廣州能源研究所正在廣東汕尾市遮浪研建100kW岸式振蕩水柱電站，計(jì)劃2000年建成發(fā)電。同時(shí)，由天津國(guó)家海洋局海洋技術(shù)所研建的100kW擺式波力電站，已在今年9月在青島即墨大官島試運(yùn)行成功。
3．海洋溫差能利用技術(shù)的進(jìn)展與主要項(xiàng)目
1980年臺(tái)灣電力公司曾計(jì)劃將第3和第4號(hào)核電廠余熱和海洋溫差發(fā)電并用。經(jīng)過3年的調(diào)查研究，認(rèn)為臺(tái)灣東岸及南部沿海有開發(fā)海洋熱能的自然條件，并初步選擇在花蓮縣的和平溪口、石梯坪及臺(tái)東縣的樟原等三地做廠址，并與美國(guó)進(jìn)行聯(lián)合研究。
1985年中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所開始對(duì)溫差利用中的一種“霧滴提升循環(huán)”方法進(jìn)行研究。這種方法的原理是利用表層和深層海水之間的溫差所產(chǎn)生的焓降來(lái)提高海水的位能。據(jù)計(jì)算，溫度從20℃降到7℃時(shí)，海水所釋放的熱能可將海水提升到125m的高度，然后再利用水輪機(jī)發(fā)電。該方法可以大大減小系統(tǒng)的尺寸，并提高溫差能量密度。1989年，該所在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了將霧滴提升到21m的高度記錄。同時(shí)，該所還對(duì)開式循環(huán)過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究，建造了兩座容量分別為10W和60W的試驗(yàn)臺(tái)。
4．海流能的研究進(jìn)展
世界上從事海流能開發(fā)的主要有美國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本、意大利和中國(guó)等。70年代末，中國(guó)舟山的何世鈞先生曾進(jìn)行過海流能開發(fā)研究，建造了一個(gè)試驗(yàn)裝置并得到了6.3kW的電力輸出。80年代初，哈爾濱工程大學(xué)開始研究一種直葉片的新型海流透平，獲得較高的效率并于1984年完成60W模型的實(shí)驗(yàn)室研究，之后開發(fā)出千瓦級(jí)裝置在河流中進(jìn)行試驗(yàn)。
90年代以來(lái)，中國(guó)開始計(jì)劃建造海流能示范應(yīng)用電站，在“八五”、“九五”科技攻關(guān)中均對(duì)海流能進(jìn)行連續(xù)支持。目前，哈爾濱工程大學(xué)正在研建75kW的潮流電站。意大利與中國(guó)合作在舟山地區(qū)開展了聯(lián)合海流能資源調(diào)查，計(jì)劃開發(fā)140kW的示范電站。
5．鹽差能的研究進(jìn)展
中國(guó)西安冶金建筑學(xué)院于1985年對(duì)水壓塔系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。上水箱高出滲透器約10m，用30公斤干鹽可以工作8—14小時(shí)，發(fā)電功率為0.9—1.2W。
鹽差能開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵是膜技術(shù)。除非半透膜的滲透流量能在目前水平的基礎(chǔ)再提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且海水可以不經(jīng)預(yù)處理。否則，鹽差能利用難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
在陸地礦物燃料日趨枯竭和污染已趨嚴(yán)重，世界上一些主要的海洋國(guó)家紛紛把目光轉(zhuǎn)向海洋，加大投入，促進(jìn)和加快了人類開發(fā)利用海洋的步伐，摸清資源狀況，制定發(fā)展計(jì)劃，組織科技項(xiàng)目到實(shí)用技術(shù)的試驗(yàn)，均投入了大量的人力物力。
如英國(guó)從70年代以來(lái)，制定了強(qiáng)調(diào)能源多元化的能源政策，鼓勵(lì)發(fā)展包括海洋能在內(nèi)的多種可再生能源。1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)發(fā)大會(huì)后，為實(shí)現(xiàn)對(duì)資源和環(huán)境的保護(hù)，又進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)海洋能源的開發(fā)利用，把波浪發(fā)電研究放在新能源開發(fā)的首位，曾因投資多，技術(shù)領(lǐng)先而著稱。決定在蘇格蘭西海岸興建一座裝機(jī)容量2萬(wàn)kW的固定式波力電站。在潮汐能開發(fā)利用方面也進(jìn)行了大規(guī)模的可行性研究和前期開發(fā)研究，并計(jì)劃在1997年在塞汶河口建造一座裝機(jī)容量為8.640MW，年發(fā)電量約為170億kWh的潮汐電站，英國(guó)已具有建造各種規(guī)模的潮汐電站的技術(shù)力量，并認(rèn)為是極有潛力的世界市場(chǎng)。
日本在海洋能開發(fā)利用方面十分活躍，成立了海洋能轉(zhuǎn)移委員會(huì)，僅從事波浪能技術(shù)研究的科技單位就有日本海洋科學(xué)技術(shù)中心等10多個(gè)，還成立了海洋溫差發(fā)電研究所，并在海洋熱能發(fā)電系統(tǒng)和換熱器技術(shù)上領(lǐng)先于美國(guó)，取得了舉世矚目的成就。
美國(guó)把促進(jìn)可再生能源的發(fā)展作為國(guó)家能源政策的基石，由政府加大投入，制定各種優(yōu)惠政策，經(jīng)長(zhǎng)期發(fā)展，成為世界上開發(fā)利用可再生能源最多的國(guó)家，其中尤為重視海洋發(fā)電技術(shù)的研究，1979年在夏威夷島西部沿岸海域建成一座稱為MINI─OTCE溫差發(fā)電裝置，其額定功率50kW，凈出力18.5kW，這是世界上首次從海洋溫差能獲得具有實(shí)用意義的電力。
法國(guó)早在60年代就投入巨資建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐發(fā)電站，裝機(jī)容量24萬(wàn)kW，年發(fā)電量5億kWH的朗斯潮汐電站。
印度面對(duì)能源供應(yīng)不足，電力短缺的困境，在海洋能等可再生能源開發(fā)利用上加大投入，從減免所得稅和關(guān)稅，建立專門貸款機(jī)構(gòu)，吸引外資以及加快折舊等多方面實(shí)施優(yōu)惠政策，使它在短短的二三年內(nèi)一躍跨入世界可再生能源開發(fā)利用的先進(jìn)行列，1994年還計(jì)劃用5億美元在泰米爾納德邦近海引入美國(guó)技術(shù)，建立一座10萬(wàn)kW的海洋溫差發(fā)電裝置。
印尼在挪威的幫助下，從1988年開始在巴厘島建造一座1500kW的波力電站，并制定建造數(shù)百座波力電站，實(shí)現(xiàn)聯(lián)站并網(wǎng)的發(fā)電計(jì)劃。
二、中國(guó)海洋能發(fā)展現(xiàn)狀
1．潮汐能發(fā)電技術(shù)進(jìn)展及項(xiàng)目
潮汐發(fā)電是海洋能中技術(shù)最成熟和利用規(guī)模最大的一種。全世界潮汐電站的總裝機(jī)容量為265MW，中國(guó)為5.64MW，如下表所列。
中國(guó)是世界上建造潮汐電站最多的國(guó)家，在50年代至70年代先后建造了近50座潮汐電站，但據(jù)80年代初的統(tǒng)計(jì)，只有8個(gè)電站仍正常運(yùn)行發(fā)電。江廈電站是中國(guó)最大的潮汐電站，目前已正常運(yùn)行近20年。
江廈電站研建是國(guó)家“六五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，總投資為1130萬(wàn)人民幣，1974年開始研建，1980年首臺(tái)500kW機(jī)組開始發(fā)電，至1985年完成。電站共安裝500kW機(jī)組一臺(tái)，600kW機(jī)組一臺(tái)和700kW機(jī)組3臺(tái)，總?cè)萘?.2MW。電站為單庫(kù)雙作用式，水庫(kù)面積為1.58×106m2，設(shè)計(jì)年發(fā)電量為10.7×106kWh。1996年全年的凈發(fā)電為5.02×106kWh，約為設(shè)計(jì)值的一半。其原因主要是機(jī)組運(yùn)行的設(shè)計(jì)狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)有差別。同時(shí)，機(jī)組的保證率、運(yùn)行控制方式等也都需要提高。但江廈電站總體說是成功的，為中國(guó)潮汐電站的建造提供了較全面的技術(shù)，同時(shí)，也為潮汐電站的運(yùn)行、管理和多種經(jīng)營(yíng)等積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
潮汐發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括潮汐發(fā)電機(jī)組、水工建筑、電站運(yùn)行和海洋環(huán)境等。中國(guó)60年代和70年代初建的潮汐電站技術(shù)水平相對(duì)較低，但江廈電站屬技術(shù)上較成熟的電站。
“八五”期間，在原國(guó)家科委重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目的支持下，還開展了相關(guān)技術(shù)設(shè)備的研究開發(fā)，如全貫流機(jī)組的開發(fā)和燈泡貫流機(jī)組的改進(jìn)�？偟恼f來(lái)潮汐發(fā)電機(jī)組的技術(shù)已基本成熟。
2．波浪能利用的研究進(jìn)展與主要項(xiàng)目
中國(guó)是世界上主要的波能研究開發(fā)國(guó)家之一。從80年代初開始主要對(duì)固定式和漂浮式振蕩水柱波能裝置以及擺式波能裝置等進(jìn)行研究。1985年中科院廣州能源研究所開發(fā)成功利用對(duì)稱翼透平的航標(biāo)燈用波浪發(fā)電裝置。經(jīng)過十多年的發(fā)展，已有60W至450W的多種型號(hào)產(chǎn)品并多次改進(jìn)，目前已累計(jì)生產(chǎn)600多臺(tái)在中國(guó)沿海使用，并出口到日本等國(guó)家�！捌呶濉逼陂g，由該所牽頭，在珠海市大萬(wàn)山島研建了一座波浪電站并于1990年試發(fā)電成功。電站裝機(jī)容量3kW，對(duì)稱翼透平直徑0.8m�！鞍宋濉逼陂g，在原國(guó)家科委的支持下，由中科院廣州能源研究所和國(guó)家海洋局天津海洋技術(shù)所分別研建了20kW岸式電站、5kW后彎管漂浮式波力發(fā)電裝置和8kW擺式波浪電站，均試發(fā)電成功。
“九五”期間，在科技部科技攻關(guān)計(jì)劃支持下，廣州能源研究所正在廣東汕尾市遮浪研建100kW岸式振蕩水柱電站，計(jì)劃2000年建成發(fā)電。同時(shí)，由天津國(guó)家海洋局海洋技術(shù)所研建的100kW擺式波力電站，已在今年9月在青島即墨大官島試運(yùn)行成功。
3．海洋溫差能利用技術(shù)的進(jìn)展與主要項(xiàng)目
1980年臺(tái)灣電力公司曾計(jì)劃將第3和第4號(hào)核電廠余熱和海洋溫差發(fā)電并用。經(jīng)過3年的調(diào)查研究，認(rèn)為臺(tái)灣東岸及南部沿海有開發(fā)海洋熱能的自然條件，并初步選擇在花蓮縣的和平溪口、石梯坪及臺(tái)東縣的樟原等三地做廠址，并與美國(guó)進(jìn)行聯(lián)合研究。
1985年中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所開始對(duì)溫差利用中的一種“霧滴提升循環(huán)”方法進(jìn)行研究。這種方法的原理是利用表層和深層海水之間的溫差所產(chǎn)生的焓降來(lái)提高海水的位能。據(jù)計(jì)算，溫度從20℃降到7℃時(shí)，海水所釋放的熱能可將海水提升到125m的高度，然后再利用水輪機(jī)發(fā)電。該方法可以大大減小系統(tǒng)的尺寸，并提高溫差能量密度。1989年，該所在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了將霧滴提升到21m的高度記錄。同時(shí)，該所還對(duì)開式循環(huán)過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究，建造了兩座容量分別為10W和60W的試驗(yàn)臺(tái)。
4．海流能的研究進(jìn)展
世界上從事海流能開發(fā)的主要有美國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本、意大利和中國(guó)等。70年代末，中國(guó)舟山的何世鈞先生曾進(jìn)行過海流能開發(fā)研究，建造了一個(gè)試驗(yàn)裝置并得到了6.3kW的電力輸出。80年代初，哈爾濱工程大學(xué)開始研究一種直葉片的新型海流透平，獲得較高的效率并于1984年完成60W模型的實(shí)驗(yàn)室研究，之后開發(fā)出千瓦級(jí)裝置在河流中進(jìn)行試驗(yàn)。
90年代以來(lái)，中國(guó)開始計(jì)劃建造海流能示范應(yīng)用電站，在“八五”、“九五”科技攻關(guān)中均對(duì)海流能進(jìn)行連續(xù)支持。目前，哈爾濱工程大學(xué)正在研建75kW的潮流電站。意大利與中國(guó)合作在舟山地區(qū)開展了聯(lián)合海流能資源調(diào)查，計(jì)劃開發(fā)140kW的示范電站。
5．鹽差能的研究進(jìn)展
中國(guó)西安冶金建筑學(xué)院于1985年對(duì)水壓塔系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。上水箱高出滲透器約10m，用30公斤干鹽可以工作8—14小時(shí)，發(fā)電功率為0.9—1.2W。
鹽差能開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵是膜技術(shù)。除非半透膜的滲透流量能在目前水平的基礎(chǔ)再提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，并且海水可以不經(jīng)預(yù)處理。否則，鹽差能利用難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
聲明：本信息內(nèi)容的真實(shí)性未經(jīng)電源在線網(wǎng)證實(shí)，僅供參考。 來(lái)源：《中國(guó)新能源與可再生能源1999白皮書》
