6月9日,國家海洋局印發了《海洋可再生能源發展綱要(2013~2016年)》,其中明確指出,到2016年,分別建成具有公共試驗測試泊位的波浪能、潮流能示范電站以及國家級海上試驗場。
近年來,我國高度重視海洋能開發利用:《可再生能源法》將海洋能納入可再生能源范疇;《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》明確了包括海洋能在內的新能源產業的發展目標和重點方向,提出積極推進技術基本成熟、開發潛力大的海洋能等可再生能源利用的產業化。中國正與世界上的其他國家一起,逐漸揭開海洋能開發利用的“面紗”。
純天然綠色能源
現階段,我們所說的海洋能,主要是指海水本身所蘊含的能量,包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能和鹽差能等海洋能資源。
中海油研究總院海洋能資源首席工程師蘭志剛長期參與國家海洋調查,據他介紹,中國海洋能蘊藏量巨大,所屬海域的波浪能、潮汐能、溫度差、海流能、鹽差能等各類海洋能資源預計共有20多億千瓦的可開發儲量,開發利用前景十分廣闊。
20世紀90年代,國內便開始進行潮流能開發研究。“潮流能主要依靠水的動能進行發電,”研究總院新能源研究中心首席工程師張理說,“即利用海水漲落潮的水流推動水輪機旋轉發電。”研究總院所承擔的“500kW海洋能獨立電力系統示范工程”,便是以潮流能為主的多能互補獨立電力系統,這是國內第一次以潮流能為主、含太陽能和風能的可再生能源互補發電系統的實際海試,國內海洋能利用走出理論研究,正式進入示范工程階段。
據張理介紹,研究總院所研建的潮流能發電工程,分別采用兩葉片和三葉片的水平軸水輪機設計方案,與我們看到的風能發電裝置外形相似,且原理基本相同,利用水或風流動攜帶的動力來推動水輪機或風機旋轉,從而帶動發電機發電。
與潮流能一樣,其他幾種海洋能的開發利用主要也是基于海水本身所蘊藏的能量:潮汐能通過漲潮落潮時的潮位差,利用壓差發電;波浪能以海面波浪的能量為動力,推動發電機生產電能;溫差能是利用水的溫度差中攜帶的熱能發電;鹽差能則主要通過江河入海口處的鹽度差攜帶的化學能做功發電。
由于海洋能基于太陽輻射及太陽和月亮的萬有引力,它被稱為百分之百的綠色能源,是一種可持續的再生能源。“開發利用海洋能,對企業和國家都有重大的節能減排意義,”張理認為,“一方面,海洋能發電可為邊遠海島提供生存必須的能源,也可減少目前海上平臺發電所需的燃氣、原油等消耗;另一方面,海洋能在發電過程中,不會排放任何污染物,實現零排放。”
“喚醒”海洋能,中國海油能做什么
“作為國內主要以海上油氣生產經營為主的能源企業,中國海油在開發利用海洋能方面有著特殊的優勢。”經過多年與海洋能打交道,張理認為這不僅是企業自身節能減排的需要,也是中國海油在推動國家海洋能資源開發中的一種責任。開發利用海洋能,中國海油正在做著積極的努力和探索。
潮流能資源豐富的地方多集中在近岸海域。這些區域常位于航道、鄰近港口或漁業區,因此潮流能開發可能會與其他用海規劃產生矛盾,若想實現推廣應用,除了要解決技術瓶頸外,還需全面考察海域資源條件及與海洋功能區劃的相符性,要在統籌規劃的基礎上,合理開發。
與潮流能一樣,波浪能也受到一定因素影響,其能量大小與風力呈正相關,雖分布廣泛,但開發難度較大。利用波浪能轉化為電能,可為中國海油分布在四海的平臺供電,尤其對南海地區的平臺更加適用。張理說:“目前我們的鉆采平臺多采用燃油、燃氣發電,若采用波浪能等海洋能供電,則可節省甚至是替代平臺自身的能源消耗。”
相比潮流能、波浪能“靠天吃飯”的色彩,溫差能則更加穩定。由于我國夏季普遍高溫的氣候特點,各個海域的溫差能儲量都十分豐富。海上平臺作業過程中產生的高溫生產水,也是能量巨大的溫差能熱端來源。張理曾做過一項測算:1萬噸80℃的水可釋放46.5萬千瓦時的電能,按照3%的轉化效率,至少可產生13950千瓦時電力。
可以說,海洋能優勢突出、應用前景廣闊,而用好這種“綠色能源”的前提是綜合考慮自身特點與國家規劃。蘭志剛說:“中國已于2012年發布了《全國海洋功能區劃(2011~2020年)》,以及8個沿海各省區的省級海洋功能區劃,中國海油可在此基礎上做好海洋能資源調查與評估工作,因地制宜地選擇合適的海洋能種類加以利用。”