海南省可再生能源开发利用研究

周祖光

(海南省环境科学研究院，海南海口570116)

世界能源需求的不断攀升和自然资源的日益枯竭，对能源供应及消费都提出了新的挑战。这里所指的可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、地热能、海洋能等对环境不产生污染的可再生能源。可再生能源的开发利用已成为当今世界能源生产中直驱猛进的一个战略性变革，也将从根本上改变21世纪全球的能源构成。人类将从传统的热动力体系中解脱出来，勇敢而又明智地向自然界索取清洁、经济的新能源，逐步建立一个具有多种能源构成的、集中与分散相结合的、人与自然和谐的热动力综合体系。调配经济结构，转变发展方式，大力发展可再生能源，既能优化能源结构，促进能源资源节约，又能带动产业结构优化，提高经济竞争力，有利于国民经济可持续发展。2008年我国清洁可再生能源的开发利用总量为2.34亿t标准煤，只占能源总消费量的

8.9%;目前我国水电、风电装机分别占电力总装机的

21.5%、1.5%，光伏发电装机容量只有15万kW，而欧盟仅风电装机就占全部装机比重的7%以上，相比之下我国还有较大差距［1］。近年来，海南省可再生能源的开发利用取得了较大的成绩，水能、生物质能、太阳能、风能等的开发利用都得到了大力发展与推广应用，具有广阔的市场前景，这是海南清洁能源发展迈出的可喜步伐，是海南绿色崛起的重要举措。

1 太阳能的开发利用

1.1 概述 太阳能产业是可再生能源产业中的一个激情产业。海南岛地处热带，光温资源丰富，年平均气温22～26℃，“夏”长达8～10个月，完全无“冬”，日照时数达1 750～2 750 h/年，可开发利用时数多，其中西部沿海地区最多，达2 650 h/年左右;年中日长变化也不大，夏至日(最长)与冬至日(最短)相差只有2.15 h左右，且各年变化都很稳定;太阳总辐射量大，每年平均约4 600～5 800 MJ/m2，其中西部东方市一带最大，达5 800 MJ/m2，日照时数2 750 h/年。如果将其换算成煤，按1 t煤当量相当于2.93×1010J换算［2］，那么海南岛太阳总辐射量每年相当于0.16～0.20 t/m2的煤。2010年海南省有家庭户数为253.55万户，如果平均每个家庭有1 m2利用太阳能的装置，就等于节约40.6万t/年以上的煤。

1.2 现状 近年来，海南省太阳能开发利用发展迅速，太阳能光伏产业，全省首个太阳能热发电示范项目——益科博1 MW“模块定日阵”聚焦光热发电系统示范项目，在三亚建成并发电成功;首个大型太阳能光伏并网发电项目——临高20 MW光伏并网示范工程，已于2011年投产，这是目前国内已建成的最大光伏并网发电示范项目之一;华能南山电厂太阳能热发电项目2012年底投产，替代部分天然气发电，年发电量约100万kW·h，年减排二氧化碳量约900 t;总投资约15亿元的大广坝二期灌渠太阳能光伏100 MW发电项目正在建设之中，该项目建成后，每年可为海南省提供约1.5亿kW·h的清洁能源;2012年新增50 MW屋顶光伏电站，利用建筑闲置屋顶安装容量为2 MW的光伏发电系统，使闲置的约为2万m2的建筑屋顶得到有效利用;英利集团在海南投资150亿元建设光伏产业基地，拓展低碳可再生能源，为建造低碳、绿色、环保的国际旅游岛做出了贡献。此外，海南省太阳能热水器、太阳能照明等的利用也都在不断、广泛推行普及。

1.3 建议 海南拥有得天独厚的发展太阳能的最好条件和优势，大力开发利用太阳能不仅契合海南绿色崛起战略，也符合低碳发展方向。在城市方面，应大力利用城市中高层建筑楼面多的优势，把太阳能利用与城市建设有机结合起来，预留太阳能管道、屋顶统一施工安装太阳能装置等，使公共照明等用能实现利用太阳能;在工业方面，如海南食品工业中的酿造业，可以把传统的酿造工艺改造为利用太阳能加温发酵新工艺，既节约了能源，降低了成本，又减少了环境污染;在农村方面，大力提倡采用太阳能热水器，虽然太阳能产品一次投入成本高，但是使用成本很低，一次投入就可以换来多年的使用，且产热效果好。另外，一些城市小区、农村农户在利用太阳能时，对安装太阳能装置可给予适当补贴，以加快推进海南省太阳能的开发利用。

2 风能的开发利用

2.1 概述 风电的优点是蕴藏量大、可再生、无污染、不淹地、占地少、建设周期短、投资灵活、自动控制水平高、运行管理人员少等，缺点在于它是密度小的随机性能源。海南岛在全国来说属风能丰富区，属大风和多风热带季风气候，大部分地区年平均风速在2.5～3.5 m/s。根据《海南省风能资源评价报告》，海南岛陆地风能资源总储量为828.38万kW，技术可开发量为128.4万kW，从海南岛西部沿海的东方感城镇沿海岸线至昌江海尾镇，为风能资源极其丰富区，年平均风功率密度超过200 W/m2;东北部风速要比西部沿海地区小些，为风能资源丰富区，年平均风功率密度超过150 W/m2;从昌江海尾镇沿着海岸线至临高马袅，为风能资源较丰富区，平均风功率密度超过100 W/m2。此外，海南岛近海风能资源储备量也非常丰富。如何利用这些强大的风力造福于海南人民，为海南提供崭新的用之不竭的新能源，很值得深入研究。

2.2 现状 海南省自1997年东方风能发电厂建成并网发电后的10年时间里，风能的开发利用没有较大的新进展，近几年，海南省在积累了风能开发利用经验的基础上，正在迎头赶上，开始大规模风能的开发利用。华能文昌风电厂一期工程首批22台风力发电机组并网发电成功，成为2008年海南省第一个并网发电的风电项目;儋州峨蔓、东方高排、东方四更、东方感城风电场陆续开工建设，并陆续投入使用;临高希望工程加气加油站的照明和生产已启用太阳能和风能风光互补合作发电，其优势为晴天可以太阳能蓄电，阴雨天可以风力蓄电，从而为照明提供足够的能源保障。此外，在海口市区的新大洲大道，海口美兰机场，以及东西线高速路部分路段等，风光互补照明的路灯已经大有成效。据有关消息，2020年海南省进行大规模建设风电后，风能发电可相当于消耗1 715万t煤。海南省进入了风能开发利用的新时代。

2.3 建议 海南省风能资源很丰富，目前风能的开发利用仅限于陆地上，而沿海风能资源还没有进入开发利用。对于一些有人居住的小岛屿、偏僻地区和特殊设备供电(如灯塔、导航设备、气象站等)，可以考虑引进小型风力发电装置，或引进一些中型风力发电装置;对于冬春季枯水期间，水电提供电力不足，而正是风力强劲的季节，此时采用风电和水电互补使用，尤为可取;应加快风能利用的科技攻关，大力解决风能开发利用和综合利用技术中的难题，提高风能技术装备的技术水平，推广一批实用技术、设备。

3 水能的开发利用

3.1 概述 人类在所有可再生的绿色能源开发利用中，水能的开发利用是最充分的，一直都保持着主导地位。水力发电，把水能这种一次能源转变为二次能源——电力，在应用技术上已经完全成熟，经济性也比其他能源优越，是一种廉价能源。海南水能资源丰富，河流众多，又由于中高边低的地理环境优势，形成了天然落差大且较集中的较好条件，可供开发利用的程度较高。全省水能资源的理论蕴藏量有99.5万kW，可开发水电总装机容量77.2万kW，年发电量26.25亿kW·h，相当于火电厂每年消耗96.7万t标准煤，或69.1万t原油。

3.2 现状 目前，海南省已开发利用的水能资源约为54万kW，约占全省可开发量的70%，处于全国较高的水平［3］。截止2009年底，全省农村小水电站共有314处，装机容量29.70万kW，年发电量10.76亿kW·h，可少烧48.2万t标准煤，减少116万t二氧化碳和其他大量有害气体与污水的排放。这些小水电的运营成本低，一般占到投资额的10%左右，投资的回收快速、稳定。小水电既有投资少、见效快、符合海南河流短小而众多、自然落差大等特定环境和适应局部缺电、少电等现象，又不会像大中型水利电力工程那样易引起河岸和河床侵蚀、库内泥沙淤积、生态环境变化等问题。

3.3 建议 海南省水能开发利用依然有潜力，应继续鼓励水能的开发利用，尤其是小水电，适当上调小水电的入网电价，适当减免小水电的税收或给予一定的税收优惠政策，以扶持小水电的发展，给小水电行业正常的生存和发展空间。

4 地热能的开发利用

4.1 概述 地热资源是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分。地热资源按其在地下的赋存状态，可以分为水热型、干热岩型和地压型地热资源;其中水热型地热资源又可进一步划分为蒸汽型和热水型地热资源。地热资源按温度分为高温(≥150℃，可用于发电、烘干)、中温(90～150℃，可用于工业、发电、制冷)、低温(40～90℃，可用于采暖、工艺流程和医疗、洗浴、温室)三级。根据相关报告，海南岛具有丰富的热干岩地热资源，开发利用这些深层地热资源，对于调整能源结构，实现海南省能源的可持续发展，建设低碳经济试验示范区有重大战略意义;海南地壳薄，比全国很多地方的地壳要薄20多km，钻井不必打得很深，开发深层地热用于发电具有很好优势。根据《海南省地热资源勘查开发利用规划》，海南省目前已发现31处裂隙型带状地热田，已初具开发规模的有9处，开采量为5 700 m3/d，约占资源总量的12%。根据《2010年度海南省地质环境公报》，截至2010年底，海南省已探明储量的地热资源水源地有19处，允许开采量达51 000 m3/d。琼海市于2005年被中矿联命名为“中国温泉之乡”。

4.2 现状 《海南省地热资源勘查开发利用规划》根据全省地热资源的分布特点，划分了5个各具特色的地热资源开发利用区，20个地热资源规划分区，允许地热资源开采规划区8个，10个鼓励地热资源开采规划区(包括文昌官新热矿水、儋州兰洋热矿水、琼海官塘热矿水开采规划区等)。目前已开发利用的温泉有:儋州市蓝洋温泉、琼海市官塘和九曲江温泉、万宁市兴隆温泉、保亭县七仙岭温泉、三亚市南田温泉、三亚市凤凰山庄温泉及海口市多家宾馆和酒店等。

4.3 建议 海南地热资源丰富，温泉分布广泛，多数温泉矿化度低、温度高、水量大、水质佳，很多都属于治疗性温泉;海南地热资源的开发利用目前较局限于旅游和疗养，工业开发利用还没有形成气候，而海南的温泉资源属中温、热水这两个级别的为数不少，应用于工业上是可行的;开发利用地热矿泉水资源要做到规范化、标准化和科学化，采用先进技术，提高资源利用率，使资源得到可持续利用、循环利用和科学利用，充分发挥其资源效益和社会效益;开发利用温矿泉水，要创新温矿泉开发理念和利用价值，提高项目的社会效益与经济效益。

5 海洋能的开发利用

5.1 概述 海洋能源主要为潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能。从理论上讲，海洋波浪能是巨大的，但它却是一种低品位能源，在自然状态下难以经济地开发;海洋水温差能主要集中于南纬30°至北纬30°之间海域内，因为那里的海水温度比海面水温低15至20℃;海洋的潮汐能是巨大的，近30年多来，人类在开发潮汐能方面取得了明显的进展，世界上的沿海国家几乎都在着手研究和开发利用海洋的潮汐能量，我国从20世纪70年代起也已建成了一批潮汐发电系统。根据相关资料，世界潮汐能理论蕴藏量27亿kW，可供开发量2亿kW;中国理论蕴藏量1.1亿kW，可供开发量0.21亿kW。海南岛沿海有港湾60多个，1.5万hm2，潮差一般为1.7 m，有些地带潮差可达2.73～3.91 m，港湾潮汐能资源共有37.7万kW，按可利用率30%计算，可发电量11.1万kW。

5.2 现状 国外最早利用潮汐发电的是德国1912年建成的布苏姆潮汐电站，其次是1967年法国建成的朗斯潮汐电站，之后美国、英国、加拿大、前苏联、瑞典、丹麦等国家相继兴建了潮汐电站，并取得巨大成功。我国也发展了一些潮汐电站，但技术等多方面有待突破。海南省潮汐能的开发利用基本上仍然是一个空白。

5.3 建议 潮汐能是一种非常特殊的能源，其利用难度相比传统能源更高，所产生的经济成本也相对较高，但却是没有污染的可再生能源，因此可以从长期的战略出发，作为地区的未来清洁能源利用模式。开展低成本潮汐电站建设研究，可以考虑堆砌防波堤形成蓄水库，涨潮蓄水发电，落潮发电泄水;可以考虑和岸线治理、海岛综合开发等相结合，使得综合性价比最优，降低发电成本;引进国内外潮汐发电的先进技术，在一些潮差较大的海岸带和在南海诸岛建造一些利用涨潮和落潮差发电的小型潮汐电站，提供局部用电;进行长远规划，在一些潮差较大的沿海岸带建造较大型的串式潮汐电站，由多台机组组合，这样可以给海南省提供更多的可再生电力。

6 小结

在可再生能源的开发利用中，还可考虑潮汐能和海洋风能等的综合利用，其成本会无形中大大降低。如建造一些较大型的潮汐电站，其投资成本是很高的，从经济上看似乎很不合算，但只要综合考虑，加强多学科之间的协调(如电力、建筑、经济、旅游、环境和社会等学科之间的协调)，这样的电站本身的建筑体由于矗立在沿海，将与秀丽的海滩、海洋和沿海风光等构成了绚丽多彩的迷人景观，对该区的旅游事业更添风姿，这样综合其各方面的收益很快就会使其投资全部回笼。在可再生能源的开发利用中，要综合考虑风能、太阳能、地热能、小水电等的互补作用，完善海南省生活和生产所需可再生能源，从根本上改变海南省的能源结构，使可再生能源所占的份额越来越大，使海南省生态环境与海南国际旅游岛建设得更加优美醉人。

［1］朱永芃.新能源:中国能源产业的发展方向［J］.求是，2009(24):45-47.

［2］煤炭研究网.什么是煤当量［EB/OL］.http://www.coalstudy.com/cn/study/zspd/mt/201305/23583.html.

［3］周祖光.小水电工程施工期环境监理研究——以乐东县富光水电站为例［J］.中国农村水利水电，2012(3):128-130.