“十三五”期间我国海洋可再生能源发展的几点思考

金翔龙

（国家海洋局第二海洋研究所，浙江　杭州 310012）

“十三五”期间我国海洋可再生能源发展的几点思考

金翔龙

（国家海洋局第二海洋研究所，浙江杭州 310012）

我国海洋可再生能源开发利用在"十二五"期间取得了较快的发展，为"十三五"时期实现海洋能稳定发电奠定了坚实基础，为贯彻落实"建设海洋强国"和"21世纪海上丝绸之路"战略，必须找准海洋能发展的战略定位，设立科学有效的发展目标，促进我国海洋能技术早日走上产业化发展道路。

海洋可再生能源；战略定位；发展目标；保障措施；产业化

海洋可再生能源（以下简称“海洋能”）具有开发潜力大、可持续利用、绿色清洁等优势，但其能量密度不高、分布不均匀、利用难度较大[1]。我国海洋能资源总量较为丰富，分布较广，种类齐全，但各类型资源不均，多个类型资源的品质不高[2]。当前，我国海洋能发展正迎来新的战略机遇期。党的十八大提出了“建设海洋强国”战略，要求我们加快发展海洋能技术，提升海洋资源开发利用能力。“节约、清洁、安全”的国家能源战略的提出，成为推动我国海洋能技术不断走向成熟的强大动力。沿海地区经济社会发展为海洋能发展提供了稳定而广泛的市场需求。随着我国海洋能核心关键技术的不断突破，海洋能装备制造及运行维护有望早日成长为对经济社会长远发展具有重大引领带动作用的战略性新兴产业。

1　国际海洋能技术现状及趋势

近年来，英国、美国、日本等海洋能强国持续加大对海洋能研发应用的投入力度，墨西哥、印度、尼日利亚等发展中国家也都开始加大对海洋能的支持[3]，在国际社会的持续支持和不断努力下，国际海洋能技术得到了长足发展[4]。世界最大的潮汐电站装机达254 MW；多个较成熟的潮流能发电机组单机已达1 MW，并开始应用于潮流能发电场建设；多种原理的波浪能发电技术已开展了多年的实海况试验，个别技术已接近商品化；少数国家开展了温差能综合利用技术示范，美国计划开工建设10 MW级温差能电站；盐差能技术进展略显缓慢[5]。

1.1潮汐能技术方面

传统拦坝式潮汐能技术早在数十年前就已实现商业化运行。近年来，韩国、俄罗斯等国非常重视建设百万千万级潮汐电站。例如，韩国选择在始华湖建设潮汐电站（254 MW），通过引入外部海水，较好地解决了始华湖水体富营养化严重的状况，自2011年建成运行以来，年均发电量接近5亿kW·h。此外，英国、荷兰等国研究机构还开展了开放式潮汐能开发利用技术研究，提出了潮汐澙湖（Tidal Lagoon）、动态潮汐能（DTP）等具有环境友好特点的新型潮汐能技术，英国塞汶河口潮汐澙湖电站建设申请于2016年获得政府批准。

可见，传统拦坝式潮汐电站在向更大装机规模发展，环境友好型潮汐能技术成为潮汐能研究新的热点方向。

1.2潮流能技术方面

国际潮流能技术基本成熟，单台机组最大功率已超过1 MW，基本完成了全比例样机实海况测试，并进入试商业化运行。英国MCT公司研发的1.2 MW SeaGen潮流能发电装置计发电已超过900万kW·h。国际上正在进行的全球最大的潮流能发电场项目——MeyGen计划于2015年开工，项目总装机398 MW，一期工程由1台ARC公司的AR1500及3台Hammerfest公司的HS1000机组组成，2016年5月，项目并网工程完成建设[6]。

目前来看，水平轴式潮流能技术的成熟度更高，兆瓦级机组示范取得明显进步，同时，为了适合在浅水区安装并降低建造成本和海试风险，百千瓦级潮流能技术也正成为研究热点。

1.3波浪能技术方面

国际波浪能发电技术在近几年也取得了较快发展，基本进入了实海况示范试验阶段。波浪能发电技术类型较多，主要包括振荡水柱式、振荡浮子式和越浪式等，但基本还未具备商业化运行条件。如美国OPT公司的PowerBuoy发电装置、英国绿色能源公司的Oyster发电装置等代表性技术，仍处于测试阶段。

可以看出，波浪能发电装置的稳定性和生存性正在稳步提高，阵列化应用会更好地降低开发成本和风险。

1.4温差能技术方面

美国、日本、韩国、印度等国家比较重视发展海洋温差能技术。除用于发电外，在海水制淡、空调制冷、海洋水产养殖以及制氢等方面也有着广泛的应用前景。2013年，日本在冲绳建成50 kW岸基式温差能综合利用示范电站[7]，美国和法国正在积极推进10 MW温差能项目[8]。热带岛屿国家正成为温差能发电应用的潜在市场。

1.5盐差能技术方面

挪威、荷兰、日本等国家比较重视发展盐差能技术，2009年，挪威建成国际首个10 kW盐差能示范装置并运行长达 5 a[9]，2013年 10月，荷兰REDStack公司和日本富士胶片公司合作在荷兰Afsluitdijk拦海大坝开工建设50 kW基于反向电渗析原理的盐差能示范电站[10]。

2　我国海洋能技术现状及存在的问题

我国海洋能开发利用在“十二五”期间取得了较快的发展，代表性技术实现了长期实海况发电的突破，示范工程经验不断积累，从业队伍规模快速扩大，为“十三五”时期实现海洋能稳定发电奠定了坚实基础。

（1）初步摸清了重点区域资源特性

在海洋能资源普查基础上，完成了渤海、黄海、东海等海洋能重点利用区资源评估及重点开发区选划[11]。

（2）重点突破了潮流能和波浪能关键技术

100多项自主研发的海洋能新技术、新装置进行了实海况验证，部分技术达到了国际先进水平，我国成为世界上为数不多的掌握规模化海洋能开发利用技术的国家之一。尤其是潮流能技术，我国近年来取得了较快发展，多个潮流能机组开展了长期海试，取得了较好示范运行效果，由舟山联合动能新能源开发有限公司完全自主研发的LHD模块化大型海洋潮流能发电机组，以水轮机涡轮集成的模式突破海洋潮流能发电设备大型化的技术瓶颈，拥有50多项国内外核心技术专利，采用双向可调节水轮机模块化设计，大大提升了系统的能量采集效率和工作持续性，全天可发电18 h，关键设备均位于总成平台上，便于安装、调试、维修等工作，重达2 500 t的3.4 MW总成平台于2016年3月在浙江舟山秀山岛海域成功安装，首批两套涡轮发电模块机组（1 MW）于8月26日并入华东电网，昭示着我国正式进入海洋潮流能利用领域世界先进国家行列。此外，哈尔滨工程大学研制的海能系列漂浮式潮流能发电装置及浙江大学研制的漂浮式发电试验装置也在岱山海域开展了长期海试。波浪能技术方面，我国研发了多种原理的发电装置并开展了长期海试，由中科院广州能源所完全自主研发的100 kW鹰式波浪能发电装置，累计发电量已超过3万度[12]。

（3）持续积累了示范工程经验

在建海洋能示范工程总装机规模超过10 000 kW。江厦潮汐能示范电站（4 100 kW）建成30多年来稳定运行，积累了较为丰富的潮汐电站运行数据和运行管理经验，经过几次技术升级改造，在机组工况复杂程度、机组效率等方面达到世界先进水平。在浙江健跳港、福建八尺门等地完成了数个万千瓦级潮汐能电站预可研，并开展了新型潮汐能发电技术研究。

“十三五”时期，我国海洋能开发利用面临着较为有利的发展形势。海洋、能源、制造、旅游等多产业融合形成的海洋能产业新业态对海洋能技术发展提出更高要求[13]。为满足海岛及深远海开发等用电需求，抢占国际竞争战略制高点，我国海洋能开发利用还面临着一系列挑战。

①资源精细化评估和高效转换机理等理论研究较为薄弱。

②装置可靠性、生存性等核心技术掌握不足，关键部件设计制造技术还较为缺乏。

③海洋能技术成熟度还未达到示范水平，高成本等因素制约了示范规模的提升。

④短期内海洋能还不具市场竞争力，亟需营造与海洋能产业化发展相适应的政策环境。

3　“十三五”海洋能发展目标及定位

国际海洋能技术尚未进入规模化应用阶段[14]，为赶超国际先进水平，我们应紧抓“建设海洋强国”与“21世纪海上丝绸之路”战略机遇，坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念，围绕海岛及深远海开发用电需求，遵循“夯实基础、创新驱动、稳定发电、拓展应用”的发展路径，加快提升海洋能技术自主创新能力，完善发展布局，扩大利用规模，为海洋能产业新业态培育及其发展奠定坚实基础。

提高基础研究水平与公共服务能力。进一步创新海洋能发电理论、模型试验、数值模拟、资源详查及评估方法、水动力特性、海洋环境影响评估、阵列化应用、综合利用等方面的基础研究；开展海洋能发电装置现场测试、运行维护、并网等公共测试技术基础研究。到2020年，建成国家级海洋能海上综合试验场和专业试验场，并实现业务化运行。

突破关键技术、提升技术成熟度。继续提高海洋能发电装置的可靠性、稳定性及可维护性，掌握兆瓦级潮流能机组设计及制造能力，进一步提高百千瓦级波浪能装置的俘获效率、可靠性以及生存性[15]，开展50 kW级温差能利用关键技术研究。到2020年，我国潮流能及波浪能等代表性发电技术的技术成熟度达到全比例样机示范运行阶段，温差能发电技术的技术成熟度达到中试样机海试阶段，开放式潮汐能发电技术实现兆瓦级适用机组设计及加工能力。

强化示范效果、推进海岛海洋能应用。依托现有示范工程，稳步推进300 kW级潮流能发电装置以及50 kW级波浪能发电装置的海岛应用示范，为海洋能发电装置的持续改进提供实海况试验依据[16]。到2020年，实现海洋能海岛独立电站及并网发电示范工程的稳定、可靠运行。

4　保障措施及建议

（1）制定并出台国家海洋能发展规划

作为战略性新兴产业，海洋能装备制造及运行维护对经济社会发展具有重大带动作用，为抢占国际战略制高点，有必要加强顶层规划设计，研究制定我国海洋能中长期发展战略目标及路线图，抓紧出台国家海洋能发展专项规划，研究制定符合我国国情的海洋能电价补贴、费用分摊、绿色信贷等产业激励政策，加快推动我国海洋能技术进步，培育海洋能产业快速发展。

（2）逐步建立国家财政引导、社会多元化投入的资金体系

我国海洋能技术仍然处于技术突破与示范应用的关键阶段，应当坚持国家财政投入为主、社会多元化投入为辅的原则，继续实施并发挥海洋能专项资金在推进技术创新、提升公共服务能力、加强示范应用等方面的带动作用，并逐步实现由项目资助与补贴向装备制造奖励、电价补贴等多种方式的转变。同时，积极发挥社会资金的重要作用，拓宽海洋能企业融资渠道，制定进出口设备及售电增值税等税收优惠政策，提供贴息贷款或延长还款期限等金融政策，形成社会多元投入支持海洋能发展的良好局面。

（3）全方位完善海洋能创新体系建设

继续瞄准世界海洋能科技发展前沿，在高等院校建立海洋能学科，加快专业基础人才培养，不断提升理论研究水平；支持科研院所加快建立海洋能重点实验室和公共服务平台，突破海洋能共性关键技术，迅速提升海洋能应用研究能力；加大以企业为主体的自主创新力度，掌握海洋能核心技术，培育一批海洋能产业化及中试基地，构筑科研院所与企业对接的平台，加强产学研结合，促进国内逐步成熟的海洋能装备进入规模化生产，推动我国海洋能产业化进程。

（4）深化海洋能国际合作，服务“一带一路”战略

拓展和深化海洋能国际合作，进一步提升我国在海洋能国际组织中的影响力和发言权；鼓励企业与英国、美国等发达国家建立海洋能合作研发中心，开展联合技术攻关。围绕国家“一带一路”战略的实施，推动与“一带一路”沿线国的海洋能务实合作，联合组建海洋能基础设施合作网，启动海洋能人才联合培训计划，为我国海洋能技术、装备和服务走向国际市场奠定坚实基础。

[1]夏登文，康健.海洋能开发利用词典[M].北京：海洋出版社，2014.

[2]罗续业，夏登文.海洋可再生能源开发利用战略研究报告[M].北京：海洋出版社，2014.

[3]Carbon Trust.Technology Innovation Needs Assessment Marine Energy:Summary Report[R].2012.

[4]European Commission.Blue Energy:Action Needed to Deliver on the Potential of Ocean Energy in European seas and oceans by2020 and beyond[R].2014.

[5]REN21.Renewables 2014 Global Status Report[R/OL].[2014].http://www.ren21.net/REN21Activities/GlobalStatusReport.aspx.

[6]Jeffrey H.European Arrays and Array Research[C]//The 6th Annual Global Renewable Energy Conference,2013.

[7]Brochard E.DCNS Roadmap on OTEC[C]//The International OTEC Symposium，2013.

[8]Upshaw C R.Thermodynamic and Economic Feasibility Analysis of a 20 MW Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC)Power Plant [R].2012.

[9]Kurihara M,M Hanakawa.Mega-ton Water System:Japanese National Research and Development Project on Seawater Desalination and Wastewater Reclamation[J].Desalination,2013,308:131-137.

[10]Vermaas D A.Energy Generation from Mixing Salt Water and Fresh Water,Smart Flow Strategies for Reverse Electrodialysis[R]. 2014.

[11]国家海洋技术中心.中国海洋能技术进展2014[M].北京：海洋出版社，2014.

[12]国家海洋技术中心.中国海洋能技术进展2015[M].北京：海洋出版社，2015.

[13]IEA OES-IA.Anuual Report 2015[R].2016.

[14]IRENA.Ocean Energy Technology Readiness,Patents,Deployment Status and Outlook[R].2014.

[15]IPCC.Special Report Renewable Energy Sources[R].2011.

[16]ECORYS Research and Consulting.Blue Growth[R].2012.

Several Considerations on the Development of China's Marine Renewable Energy Industry During the 13thFive-Year Plan Period

JIN Xiang-long
Second Institute of Oceanography,SOA,Hangzhou 310012,Zhejiang Province,China

The development and utilization of marine renewable energies(MRE)has achieved great progress in China during the 12th Five-Year Plan period,providing a solid foundation for stable MRE power generation in the 13th Five-Year Plan period.In order to implement China's national strategies of"Building China into a Maritime Power"and"the 21st Century Maritime Silk Road",it is essential to make proper strategic positioning for MRE development,and establish scientific and effective development targets,so as to boost the industrialization of China's MRE technologies.

marine renewable energy(MRE);strategic positioning;development targets;guarantee measures; industrialization

P74

A

1003-2029（2016）05-0001-04

10.3969/j.issn.1003-2029.2016.05.001

2016-03-06

海洋可再生能源专项资金资助项目：海洋能室内测试评价与发展规划研究，海洋能综合支撑服务平台建设（GHME2013ZC01）

金翔龙，中国工程院院士，中国海底科学奠基人之一。