浅析我国海洋能合理化开发利用的若干关键问题及发展策略*

马 龙，陈 刚，兰丽茜

（1.国家海洋局北海海洋技术保障中心 青岛 266033；2.山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266033）

浅析我国海洋能合理化开发利用的若干关键问题及发展策略*

马 龙1，2，陈 刚1，2，兰丽茜1，2

（1.国家海洋局北海海洋技术保障中心 青岛 266033；2.山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266033）

文章在我国海洋能发展现状的基础上，针对目前存在的若干关键问题，提出使我国海洋能合理开发利用的发展策略，形成 “一个前提”“一个规划”和 “五个体系建设”框架，即：以我国沿海地区海洋能资源的详细调查与储量评估为前提，做好我国海洋能开发利用发展总体规划，加强海洋能开发利用标准体系、技术体系、环境影响评价体系、综合利用体系和监管体系建设，最终为合理化开发利用海洋能、有效缓解沿海地区和海岛的能源紧张、加强节能减排和应对气候变化提供理论基础。

海洋能；开发利用；关键问题；发展策略

随着我国经济的不断高速发展，能源短缺的问题极大制约着沿海经济的发展和人民生活水平的提高。目前，发展可再生能源产业作为国民经济可持续发展的重要战略日益受到国内外广泛的重视。海洋能是一种蕴藏在海洋中的重要的可再生清洁能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能 （潮流能）、海水温差能和海水盐差能。我国海岸线广阔，蕴藏着丰富的海洋能资源。开发利用海洋能不仅有利于实施节能减排，建设生态文明，而且有利于增加就业，拉动消费，提高人民群众生活水平。另外，对于增加和改善能源供应，保护生态环境，促进经济社会可持续发展都具有重要意义。

本文主要结合我国海洋能开发利用现状，针对目前存在的若干关键问题，提出使我国海洋能合理开发利用的发展策略，为进一步合理化开发利用海洋能提供理论依据和借鉴建议。

1 我国海洋能开发利用现状

潮汐能：我国沿岸潮汐能资源主要集中在东海沿岸。从潮差和海岸性质看，能量密度和电站水库地质条件以福建、浙江沿岸最好，其次是辽东半岛南岸东侧、山东半岛南岸北侧和广西东部等岸段。这些地区潮差较大，为基岩港湾海岸，海岸曲折多海湾，具有潮汐电站建设的良好条件。据估算，合计装机容量可达1925万kW，年发电量将达551亿kW·h。自从20世纪50年代中期我国潮汐电站始建到目前为止，还在运行的潮汐能电站只剩下了3座，分别是：位于浙江温岭的总装机容量3200kW的江厦站、位于浙江玉环的总装机容量150kW的海山站和位于山东乳山的总装机容量640kW的白沙口站［1］。需要指出的是，我国的潮汐能源密度在世界范围仅属中等水平。

1.1 波浪能

据相关资料统计，我国沿岸波浪能资源平均理论功率约1285万kW，浙江、福建、广东和台湾沿海均为波能丰富的地区［1］。中国沿岸的波浪能资源以台湾省沿岸最多，可达到429万kW，占全国总量的1／3；其次是浙江、广东、福建和山东沿岸较多，在161万～205万kW，合计为706万kW，占全国总量的55%；其他地区沿岸则很少，仅在14.4万～56.3万kW；广西沿岸最少，仅7.2万kW。我国波浪能发电研究始于20世纪70年代，80年代以来获得较快发展。中国科学院广州能源研究所先后完成了3kW、20kW以及100kW岸基式波力试验电站，并在“十五”期间在广东汕尾市完成了世界首座独立稳定波浪能电站。

1.2 潮流能（海流能）

我国沿岸潮流能理论平均功率约为1395万kW，但是由于很多强潮流水道资料缺失，尚未将其统计在内［1］。我国沿岸的潮流能资源分布较广泛，其中以浙江沿岸最多，有37个水道，理论平均功率共709万kW，占全国总量的一半以上。其次是台湾、福建、山东和辽宁沿岸也较多，在113万～228万kW，共计为587万kW，占全国总量的41.9%；其他地区沿岸则较少，广西沿岸最少，仅2.3万kW。我国较为系统的潮流能研究开始于1982年，进入20世纪以后，哈尔滨工程大学、东北师范大学以及浙江大学先后开展了潮流能发电研究。近期，在可再生能源专项的资助下，国家海洋技术中心正在开展波浪能与潮流能独立电力系统关键技术研究。

1.3 温差能

我国近海及毗邻海域的温差能资源理论储量为（14.4～15.9）×1021J，可开发总装机容量为17.47亿～18.33亿kW，90%分布在我国的南海，其海洋温差能储量巨大［1］。相比而言，我国对海洋温差能的研究工作起步晚。20世纪80年代初，中国科学院广州能源研究所、中国海洋大学和国家海洋局海洋技术中心研究所等单位开始温差发电研究。1986年广州研制完成开式温差能转换试验模拟装置，利用30℃以下的温水，在温差20℃的情况下，实现电能转换。1989年又完成了雾滴提升循环实验研究，有效提升高度达20m，并建造了两座容量分别为10W和60W的实验台。2004—2005年，天津大学完成了对混合式海洋温差能利用系统理论研究课题。2008年，国家海洋局第一海洋研究所承担了 “十一五”科技支撑计划—— “15千瓦海洋温差能关键技术与设备的研制”。

1.4 盐差能

据王传崑［1］利用中国江河入海水量资料计算，我国沿岸盐差能资源主要分布在长江及其以南，有大江河入海的各省、市、自治区沿岸。理论储量约为3.58×1015kJ，理论功率约为1.14亿kW。其中，长江口和珠江口的盐差能合计占全国的81.24%。目前对于海洋盐差能研究基本还处于基础理论研究阶段，如1989年广州能源所对开式循环过程进行了实验研究，建造了两座容量分别为10W和60W的实验台。

因此，纵观各种海洋再生能源在我国沿海的分布，从资源能量密度、资源储量和开发条件来看，均呈现出分布不均匀的特点，其中尤以浙江、福建和台湾等地开发利用优势较大。但在开发技术方面，还存在技术不全面，对温差能、盐差能涉及较少，能量稳定及转换的关键技术亟待突破等问题。

2 我国海洋能开发利用中存在的若干关键问题

2.1 海洋能开发的相关法律法规不完善

目前，我国还没有国家层面的海洋能开发利用方面的专门法规和政策，并且已有的可再生能源相关法规和政策缺乏细则支持，可操作性不强。而一些发达国家都从国家的科技政策、环境政策、经济政策等方面向包括海洋能在内的可再生能源利用倾斜，激励海洋能开发利用规模的扩大和技术的进步。我国现有海洋能相关法律、法规，如《1996—2010年可再生能源发展纲要》《可再生能源法》以及2009年12月26日通过的 《可再生能源法修正案》等，基本上都只是一些简略的尝试性规定，缺乏相关的配套细则，实施效果有待实践检验。

2.2 缺乏系统的海洋能发展战略和整体规划

由于对海洋能资源本底状况缺乏整体认识，没有形成系统的发展方向、目标和计划，使得我国海洋能发展基本处于试验、探索阶段，甚至存在一定的盲目性。反观国外，美、英、日等国都以不同方式制定了各自的海洋能发展规划，如欧盟的JOULE计划、美国奥巴马总统提出的包括大力提高美国海洋能产业国际地位的海洋政策及其实施战略的备忘录、日本的 “阳光计划”、英国的 《海洋能源行动计划》等［2］，都极大促进了这些国家的海洋能研发和利用。我国国家发改委2007年7月31日印发了《可再生能源中长期发展规划》，在重点发展领域中提出了积极推进海洋能的开发利用，但是在该规划中仍旧缺乏对海洋能系统、详细的规划和发展战略。因此，这就需要有关部门根据我国海洋能分布的特点及发展状况抓紧时间制定 《海洋能中长期发展规划》。

2.3 海洋能高新技术研发能力不足

海洋能开发利用属于高新技术产业范畴。虽然我国海洋能资源非常丰富，但其能源分散、能源密度很低；海洋能大部分蕴藏在远离用电中心的大洋海域，难以利用；能量变化大、海洋环境严酷。因此，大规模开发利用海洋能必须依赖于高新技术的发展。然而，我国历史上海洋能开发技术研究时冷时热，没有系统的科研规划和发展计划，只由各研究单位开展了一些零星的研究工作，没有把海洋能的研究放在应有的位置，从而造成我国海洋能开发利用停留在低水平重复阶段，没有形成规模和产业，更没有形成一支具有创新能力的海洋能研发团队。

2.4 缺少商业化发展计划

由于海洋能密度较低、开发难度较大、技术要求较高，所以对海洋能开发利用过程中的资金投入需求较高，特别在初期， “资金密集型”的特点非常突出。从人才培养、技术研发、工程设计到发电运行都需要政府持续稳定的资金投入。另外，由于海洋能所需投资巨大，工期长、风险巨大、回报率低，使得相关融资渠道获取困难。除国家投资的少数试验电站外，其他民营资本等大量社会资金难以进入海洋能开发利用领域，而商业化发展计划更是 “望而却步”。因此，目前我国的海洋能开发利用缺乏一个链条式的发展模式。

2.5 缺乏对海洋能开发利用的监管措施

《可再生能源法》第5条规定：国务院能源主管部门对全国可再生能源的开发利用实施统一管理。国务院有关部门在各自的职责范围内负责有关的可再生能源开发利用管理工作。县级以上地方人民政府管理能源工作的部门负责本行政区域内可再生能源开发利用的管理工作。由于上述部门对海洋能开发利用工作相关的行政管理职能尚未引起高度的重视，缺乏有效的行政监管体系，管理薄弱，并且对于已制定的可再生能源发展总量目标的落实情况也没有形成有效的监督机制和措施。甚至由于政绩工程和短期利益的驱动，某些沿海地区大规模进行围填海造地，严重损坏了潮汐能电站可建站的天然站址，影响了未来潮汐能的开发利用，导致潮汐能资源的极大浪费。

3 我国海洋能合理化开发利用的发展策略

围绕我国海洋能开发利用现状和存在的若干关键问题，笔者提出要形成我国海洋能合理化开发利用的发展策略，形成 “一个前提”“一个规划”和 “五个体系建设”框架，即：以我国沿海地区海洋能资源的详细调查与储量评估为前提，做好我国海洋能开发利用发展总体规划，加强海洋能开发利用标准体系、技术体系、环境影响评价体系、综合利用体系和监管体系建设，为我国海洋能合理化开发利用打下坚实基础。

3.1 以我国沿海地区海洋能资源的详细调查与储量评估为前提

掌握海洋能资源储量和分布情况是合理有效开发利用海洋能的前提和基础。我国曾在20世纪80年代做过一些海洋能资源调查计算和研究工作，但是总体上调查研究工作尚欠全面、深入，且沿岸的盐差能和离岸海域的波浪能及温差能并未进行资源调查。况且，近些年来由于沿海地区广泛开展围填海工程建设，使沿岸各类海洋能资源的自然环境发生了较大变化，前期资源调查的数据有失准确性。因此，为科学合理地开发利用海洋能，必须开展全面深入的海洋能资源调查，并建立起海洋能资源储量分布和评估体系［3］。

我国海洋能资源的勘查内容应主要包括我国管辖海域中可开发利用的各种海洋能资源分布、特征、蕴藏量及变化规律的勘查评估，为全面制订我国海洋能资源开发利用规划提供切实可靠的基础。

3.2 做好我国海洋能开发利用发展总体规划

目前，国家海洋局根据国家可再生能源发展战略和节能减排的工作部署，正在组织编制《海洋可再生能源发展专项规划》，明确提出我国海洋能开发利用坚持 “引进突破、拉动产业；海岛优先、示范带动”的发展战略，在充分认识我国海洋能开发利用技术与国外发达国家存在差距的基础上，采取国际合作与自主创新相结合的方式，加快海洋能开发利用，加大示范试验力度，突破我国海洋能开发利用中存在的关键问题，建立健全相关政策及公益性服务体系，配合 《海岛保护法》的颁布实施，逐步解决边远海岛用电问题，促进海洋可再生能源技术和产业发展，提高技术研发能力和产业化水平，切实提升我国海洋可再生能源规模化开发应用能力。

该规划的编制将在很大程度上对我国海洋可再生能源的发展起到积极有效的指导作用。但是，笔者建议，该规划的编制应根据海域区位、自然资源、环境条件和开发利用相关要求，重点针对储量分布、功能分区、选址要求、分阶段开发利用目标以及环境保护措施提出明确要求，而且要做到与现行全国海洋功能区划相协调，从而保证我国海洋能开发利用能够持续、健康、有效地发展。

3.3 加强海洋能开发利用标准体系建设

海洋能勘查及评价标准的制定，将为我国海洋能开发规划选址提供技术保障，为国家制定海洋能利用发展规划、制定海洋保护规划、优化现行海洋功能区划、制定海洋能开发技术政策、实施海洋能开发管理提供重要的科学依据。

海洋能开发利用标准体系的框架，应针对当前海洋能开发利用对相应标准的需求而设计，系统全面地反映当前乃至未来一段时间海洋能开发利用标准建立的基本构想，成为开展海洋能开发利用标准化工作的指导性文件，有利于促进海洋能开发利用标准化工作有序、持续、健康、快速发展。

根据国内外目前海洋能开发利用的实际情况，海洋能开发利用标准重点领域拟选择潮汐能、潮流能、波浪能和温差能等4个领域，重点制定：基础方面的标准、海洋能资源调查与评价方面的标准、海洋能电站勘探与环境评价方面的标准、海洋能电站建设方面的标准、海洋能发电装置方面的标准、海洋能电站维护与管理方面的标准［4］。

3.4 加强海洋能开发利用的技术体系建设

目前，对于各种海洋能发电技术的原理已经探清，但仍有一些关键问题需要解决。在潮汐能发电方面需解决的问题包括：低水头、大流量、变工况水轮机组的设计制造；电站的系统优化，协调发电量、间断发电以及设备造价和可靠性等之间的关系；电站设备在海水中的防腐问题等。波浪能方面需解决的问题包括：波浪的聚集与相位控制技术；不规则波浪中的波能装置的设计与运行优化等［5］。类似这些关键问题的解决，都离不开海洋能开发利用技术体系的构建。为此，要加强基础研究，形成海洋能开发利用的优势研发团队，建立海洋能开发利用技术国家重点实验室。并设立专项资金，由国家投入支持关键技术攻关。此外，建立国家海洋能电站综合检测中心，并利用多种融资方式，建立国家海洋能技术产业化培育基地，最终形成完善的海洋能开发利用技术体系。在此过程中，要注意海洋能利用技术的研究要与技术引进相结合，既要自主创新，又要引进、学习和消化吸收国外的先进技术，减少弯路，缩短技术进步和技术应用的时间。

3.5 加强海洋能开发利用的环境影响评价体系建设

对环境、生态的保护是海洋能开发利用的初衷之一，海洋环境保护是海洋能得以持续开发的必要前提。尽管海洋能利用可以改善环境，但还应注意，海洋能开发过程也存在一些潜在的环境问题。如潮汐电站不但会改变潮差和潮流，而且会改变海水温度和水质，这些变化又会对周边海洋生态环境产生一定的影响。与此同时，建造拦潮坝也可能会给河口带来某些环境问题，如影响到地下水和排水以及加剧海岸侵蚀等。

自从2004年国家颁布实施《海洋工程环境影响评价技术导则》以来，在很大程度上起到了规范海洋工程项目选址和布局，预防、控制或减轻建设项目对海洋环境和资源造成的影响和破坏的作用。针对海洋能开发利用，建立相应的环境影响评价体系也同样重要。所有开发项目的申请必须考虑到与周边利益相关者的协调，申请必须描述现有的环境、工程细节、工程潜在影响、公众安全、环境资源的保障措施和有保证的移除和重建资金等，必要时还要提供咨询记录。此外，建议海洋能开发利用与海洋工程的建设相协调，从而起到事半功倍的效果。

3.6 加强海洋能综合利用体系建设

海洋能资源的综合利用包括两个方面：①以海洋能发电技术为核心的各种海洋能系统副产品的开发。如，海水淡化，优质燃料的生产，利用深海水发展渔业和养殖业，坝区滩涂开发等。②综合利用海洋能和海洋上丰富的太阳能、风能，实现多能互补。如，选择有条件的海岛建立可再生能源综合利用示范基地以及为海上平台提供电源供应等。

沿海和海岛社会经济的发展必须要解决能源供给问题，尤其在海岛能源供给方面，就地开发利用海洋能是最具可行性、也是最为经济的方法［6］。根据海岛周边自然环境的特点，因地制宜，综合开发利用各种海洋能源，如海上风能、波浪能和温差能等，积极推进为海岛提供稳定生活和生产电能及淡水的海岛多能互补独立供电技术。不仅能够有效解决海岛供电问题，更为发展海岛经济，构建和谐社会起到重要的推动作用。

此外，随着各国针对深远海资源的勘探开发以及海上敏感区监视监测系统的建立，海上石油平台以及观测平台的能源供给问题也逐渐受到各国的重视。综合考虑现场各种环境要素，建立海洋能综合利用体系将具有非常重要的现实意义。

3.7 加强海洋能开发利用的监管体系建设

（1）要加强法制建设，根据 《能源法》与《可再生能源法》，制定 《海洋能法》。加快推动海洋能发展，就要形成相应的制度，就要有法律这种具有国家权威性和强制性的规范来保证。有了法律，才能做到有法可依，依法办事。因此，必须在法律中明确规定对在海洋能开发利用过程中违法行为的责任追究方式，以确保各项立法的有效实施。

（2）建立由国家能源主管部门、各省 （自治区、直辖市）能源主管部门、环保部门以及海洋主管部门的监督管理网络。由国家能源主管部门统一负责全国海洋能开发利用的管理工作，各地的能源主管部门负责本行政区域内的海洋能开发利用的监督管理工作。同时，地方环境保护部门和负责海洋主管的行政机构对本区域内的海洋能开发利用情况进行监督。

（3）适应新兴产业发展的需要，建立和完善可再生能源行业管理组织，加强行业自律和市场监管，促进各类可再生能源行业健康发展。

4 结束语

海洋能的开发利用将是我国今后能源发展的重点，虽然我国在海洋能开发利用方面还处于探索阶段，但是随着我国沿海经济的持续高速发展，海洋能作为经济、可靠、清洁、环保的新能源，必将会起到不可替代的推动作用。在现阶段，做好我国沿海地区海洋能资源储量评估和海洋能开发利用发展规划，加强海洋能开发利用标准体系、技术体系、环境影响评价体系、综合利用体系和监管体系建设，将会对合理化开发利用海洋能起到重要的指导意义。

［1］ 王传崑，施伟勇.中国海洋能资源的储量及其评价［C］／／中国可再生能源学会海洋能专业委员会第一届学术讨论会文集.2008：169－179.

［2］ 王忠，王传崑.我国海洋能开发利用情况分析［J］.海洋环境科学，2006，25（4）：78－80.

［3］ 赵世明，刘富铀，张俊海，等.我国海洋能开发利用发展战略研究的基本思路［J］.海洋技术，2008，27（3）：80－83.

［4］ 叶盛林，孟伟庆，徐春红.实施标准战略加快我国海洋能的开发利用［J］.标准科学，2010（12）：29－33.

［5］ 蒋秋飚，鲍献文，韩雪霜.我国海洋能研究与开发述评［J］.海洋开发与管理，2008，25（12）：22－29.

［6］ 刘富铀，张俊海，刘玉新，等.海洋能开发对沿海和海岛社会经济的促进作用［J］.海洋技术，2009，28（1）：115－119.

海洋可再生能源专项资金项目（GHME2011ZC04）.