5月15日,记者随国家能源局、浙江省能源局、水电水利规划设计总院一行踏上了气候宜人、风光秀丽,以碧海奇石、渔家风情、海钓休闲为特色的东福山岛。一见面,浙江舟山东福山岛观通站的战士们就兴奋地对记者说:“没想到看不见的风能启动电脑,苦涩的海水会变得甘甜,我们再也不用为淡水和用电发愁了。”
据浙江舟山市发展和改革委员会副调研员杨小毛介绍,东福山岛位于舟山沈家门渔港东北45公里,面积2.95平方公里,是我国东部海疆最东的住人岛屿,岛上有常住居民约300人。因为远离舟山本岛,海底电缆输电成本太大,东福山岛居民以前用电主要靠驻军的柴油发电机,淡水主要靠现有的水库收集的雨水,用电和饮水往往得不到保障。
为解决东福山岛供电供水困难,2009年12月,舟山普陀区政府与国电电力发展股份有限公司浙江分公司签订协议,决定“就地取材”,利用海岛丰富的风能、太阳能、海洋能综合开发“东福山岛风光柴及海水淡化综合系统工程项目”。
记者从负责项目设计及技术服务工作的中国水电顾问集团华东勘测设计研究院(以下简称华东院)了解到,东福山项目工程是目前国内最大的孤岛微网发电系统,采用风力、太阳能等可再生清洁能源为主电源,柴油发电为辅的供电模式,具有供电可靠性高、自动化程度高、无人值班(少人值守)的特点。
潮汐能发电技术前景广阔
由于浙江陆域“无油、缺煤、少电”,资源匮乏,95%以上消耗的能源需从省外调入,因此浙江早就对海洋能资源进行了研究和开发。
1980年8月4日,中国第一座“单库双向”式潮汐电站———浙江乐清湾江厦潮汐试验电站正式发电;2009年5月,浙江三门万千瓦级潮汐电站工程启动前期研究工作。
“在海洋能源中,潮汐能的开发利用最为现实,也最具发展前景。”中国可再生能源学会海洋能专业委员会副主任委员、国电温岭江厦潮汐试验电站站长颜建华告诉记者。
他说,温岭江厦潮汐试验电站从1980年第一台机组发电至今,已走过三十多年的风雨历程,江厦潮汐试验电站的运行为我国潮汐能开发积累了宝贵的经验,并作为发生在二十世纪世纪性大事,载入北京中华世纪坛的青铜甬道铭文中,备受国内外关注。
记者在现场看到,该电站共安装6台双向卧轴灯泡贯流式水轮发电机组,总装机容量3900千瓦,实现双向发电、双向抽水、双向泄水等六个运行工况。目前,机组运行稳定,年发电量保持在720万千瓦时,其装机规模仅次于法国朗斯潮汐电站及加拿大安纳波利斯潮汐电站,名列世界第三。
此外,电站兼有围垦、养殖和交通等综合效益。库区内围涂面积为373hm2,其中可耕地267hm2已全部开发,主要种植柑桔、水稻,少量种植蕃茄、豆类和棉花,围区内有部分水面发展对虾养殖。在电站库区的160hm2水面,发展鱼、虾和贝类养殖,产量可观。由于电站大坝建成方便了江厦港两岸人民通过坝顶往来,不再需摆渡或绕行,带来显著的交通效益。
龙源电力集团股份有限公司可再生能源发展中心常务副主任吴金城告诉记者,从2008年开始,龙源电力就在浙江、福建沿海开展万千瓦级潮汐电站选址工作,希望在江厦潮汐试验电站既有水平上再上一个新台阶,建设万千瓦级潮汐示范电站,最终选择在台州三门健跳港作为近期开发万千瓦级潮汐电站工程。
记者5月14日在浙江三门看到,健跳港潮汐电站站滞位于三门湾口南侧,属正规半日潮,港内潮差较大,平均涨潮潮差和落潮潮差均为4.19米,平均涨潮、落潮历时均为6小时。
华东院副院长王岩告诉记者,该站站址装机容量2.1万千瓦,年利用小时2334小时,健跳港潮汐电站单位kW静态投资为41114元,单位电度静态投资为17.61元,含税的出厂电价为2.306元/千瓦时,是国内目前最优质的潮汐发电站址之一。
其它海洋能发电在规划论证中
记者了解到,海洋蕴藏着巨大的可再生能量,全球海洋能的理论可再生功率约为7.66×1010千瓦,海洋能最具开发前景的是潮汐能、波浪能和潮流能。
波浪能主要是由海面上风吹动以及大气压力变化而引起的海水有规则的周期性运动,分成风浪、涌浪和近岸浪三种。波浪能的利用形式是将大面积的波浪能加以吸收,并集中转换成机械能,再带动发电机运转发电。
据不完全统计,目前世界上已有28个国家(地区)研究波浪能的开发,建设大小波浪能电站(装置、机组或船体)上千座(台),总装机容量约20万千瓦。
中国的波浪发电研究自20世纪70年代开始。1984年6月,冲击式空气透平波力装置海上样机投放试验。
“东海沿岸潮流流速最强,其中长江口、杭州湾、舟山群岛诸水道以及浙闽沿海的一些河口(椒江、闽江等)和港湾(沙埕港、三都澳等)潮流最强,特别是舟山群岛地区是我国沿岸潮流最强的地区”。杨小毛向记者介绍,“我们已经委托华东院进行这方面的勘测和规划”。
潮流能主要是由于地球、月球、太阳引力作用下产生的海水涨潮落潮运动产生的动能,潮流能与流速的立方成正比。权威人士预计,与其他形式的海洋能相比,潮流能具有能量密度高、极具规律性和可预见性的特点,正在成为海洋能开发的又一热点。
浙江大学流体传动及控制国家重点实验室披露,近十年来,潮流能开发在世界范围内取得较大进步,各式各样的潮流能转换装置处于示范性项目阶段,其中多数集中在欧洲和北美,比较著名的如英国MCT公司300千瓦的Seaflow样机、1.2兆瓦双转子Seagen系统、挪威的300千瓦重力型并网型样机、意大利的130千瓦垂直轴式Kobold涡轮样机等。
记者获悉,中国的潮流能应用技术研究发展经历了二十多年,在潮流水轮机水动力性能理论研究、模型试验研究、机构设计、叶片控制及电站总体设计等方面进行了大量的工作,积累了宝贵的实践经验。近几年来,华东院、哈尔滨工程大学、中国海洋大学和浙江大学等科研人员在研究潮流能发电领域做了大量工作。目前,中国已在山东荣成成山头、浙江岱山县、浙江舟山等地进行了潮流电站规划选址工作。
专家认为开发潮流能主要有两种方式:水平轴透平方式和垂直轴透平方式。而水平轴透平形式可得到较大能量转换效率,最具商业化前景。
但是,尽管如此,潮流能发电装置要想实现长时间可靠运行,还有许多关键技术问题有待解决,重要问题之一就是能量的稳定输出。
大规模开发利用亟待政策支持
记者在浙江采访中了解到,经过数十年的实践,中国依靠自己的技术力量和装备,自行设计、自制设备、自己施工,建成了一批小型潮汐电站和海岛微电网,特别是江厦潮汐试验电站的建设和长期运行以及东福山岛项目的投运,取得了丰富实践经验和技术成果。
实践证明,无论是孤立海岛还是大陆沿海地区,无论是自成系统独立供电还是并入大网运行,都可以采用相应的开发方式,将海洋能转换为电能而加以利用。但不可否认的是,自20世纪80年代以来,海洋能开发困难多、投资大是其发展缓慢的重要原因之一。
颜建华说,以目前潮汐电站遇到的两个问题为例,一是潮汐电站高电价的问题,二是高电价潮汐电站有无推广意义的问题。颜建华认为,利用潮汐发电既可节约常规能源,减轻环境污染,又能改善能源结构,有着巨大的优越性,潮汐电站是值得推广的。他希望国家加强对潮汐电站开发的难题研究,降低上网电价,力争更多的项目早日开工建设,为海洋能开发作出更大贡献。
而中国科学院广州能源研究所海洋能实验室首席科学家游亚戈则认为,如果海洋开发采用陆地向海里输电支持的话,那么火电、水电等形式的电都不如海洋能发电便宜。
游亚戈以海上钻井平台为例说,“现在海上钻井平台除个别利用原油直接供能,大都依靠陆上运送过去的柴油供电,算下来每千瓦时电的成本在人民币5元—10元之间,而现在潮汐能只有2元左右一千瓦时,波浪能、海流能3元多每千瓦时,这其中有把电运输到陆地上的成本。而如果减掉这一部分,海洋能发电的价格是非常有优势的。”
对此,专家建议,一要提高认识、明确地位。海洋能和风能、太阳能一样,清洁、无污染、取之不尽、用之不竭,利用它发电既可以减少环境污染,又可以节约常规能源,改善能源结构,是一种颇有开发价值的可再生能源。各级政府和有关部门要提高对海洋能发电重要地位的认识,将其作为开发利用新能源和可再生能源战略的一个重要组成部分,纳入到总体规划中,实行统一规划、统筹考虑,制定切实可行的开发计划。建议建立水能、潮汐能和风能三大绿色、永久性能源基地,以优先发挥本地能源资源的作用,走开发可再生能源之路。
二要制定支持政策,保留一支科研队伍,长期坚持研究。海洋能发电是一项新技术,在未实现大规模商业化开发之前,不可避免地具有前期投入大、运行成本高的劣势。对海洋能的开发,应给予风能、太阳能等其它新能源开发同等的优惠条件,即给予电价上网优惠,并制定相应的扶持政策,如税收减免,加速折旧,增加投、融资渠道,明确规定电站、库区、海域、归属电站所有等,以进一步吸引投资者。近期内,海洋能开发工作应以科研和验证为主,有针对性地建设一批试验性电站,为掌握高效率、低造价和运行安全可靠的发电技术积累经验。例如,在浙闽建设一两座潮汐中间试验电站,每年有一部分经费,长期坚持研究和技术开发,并培养一支有水平的队伍,为大规模开发利用潮汐能打好基础等。
三要制定优惠政策。潮汐能作为可再生能源的开发利用,集社会、经济、环境效益于一体,而且在生态省建设和可持续发展战略中具有特殊意义。因此,应在财政、信贷、用地、税收、上网电量和上网电价等方面给予政策支持,鼓励地方、企业和个人投资经营潮汐电站和其它海洋能开发利用的建设。
业内人士的愿望在不久的将来或成现实,记者在发稿前获悉,国家能源局正会同有关部门把海洋能的开发利用写进“十二五”规划之中。