6月9日,国家海洋局印发了《海洋可再生能源发展纲要(2013~2016年)》,其中明确指出,到2016年,分别建成具有公共试验测试泊位的波浪能、潮流能示范电站以及国家级海上试验场。
近年来,我国高度重视海洋能开发利用:《可再生能源法》将海洋能纳入可再生能源范畴;《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》明确了包括海洋能在内的新能源产业的发展目标和重点方向,提出积极推进技术基本成熟、开发潜力大的海洋能等可再生能源利用的产业化。中国正与世界上的其他国家一起,逐渐揭开海洋能开发利用的“面纱”。
纯天然绿色能源
现阶段,我们所说的海洋能,主要是指海水本身所蕴含的能量,包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等海洋能资源。
中海油研究总院海洋能资源首席工程师兰志刚长期参与国家海洋调查,据他介绍,中国海洋能蕴藏量巨大,所属海域的波浪能、潮汐能、温度差、海流能、盐差能等各类海洋能资源预计共有20多亿千瓦的可开发储量,开发利用前景十分广阔。
20世纪90年代,国内便开始进行潮流能开发研究。“潮流能主要依靠水的动能进行发电,”研究总院新能源研究中心首席工程师张理说,“即利用海水涨落潮的水流推动水轮机旋转发电。”研究总院所承担的“500kW海洋能独立电力系统示范工程”,便是以潮流能为主的多能互补独立电力系统,这是国内第一次以潮流能为主、含太阳能和风能的可再生能源互补发电系统的实际海试,国内海洋能利用走出理论研究,正式进入示范工程阶段。
据张理介绍,研究总院所研建的潮流能发电工程,分别采用两叶片和三叶片的水平轴水轮机设计方案,与我们看到的风能发电装置外形相似,且原理基本相同,利用水或风流动携带的动力来推动水轮机或风机旋转,从而带动发电机发电。
与潮流能一样,其他几种海洋能的开发利用主要也是基于海水本身所蕴藏的能量:潮汐能通过涨潮落潮时的潮位差,利用压差发电;波浪能以海面波浪的能量为动力,推动发电机生产电能;温差能是利用水的温度差中携带的热能发电;盐差能则主要通过江河入海口处的盐度差携带的化学能做功发电。
由于海洋能基于太阳辐射及太阳和月亮的万有引力,它被称为百分之百的绿色能源,是一种可持续的再生能源。“开发利用海洋能,对企业和国家都有重大的节能减排意义,”张理认为,“一方面,海洋能发电可为边远海岛提供生存必须的能源,也可减少目前海上平台发电所需的燃气、原油等消耗;另一方面,海洋能在发电过程中,不会排放任何污染物,实现零排放。”
“唤醒”海洋能,中国海油能做什么
“作为国内主要以海上油气生产经营为主的能源企业,中国海油在开发利用海洋能方面有着特殊的优势。”经过多年与海洋能打交道,张理认为这不仅是企业自身节能减排的需要,也是中国海油在推动国家海洋能资源开发中的一种责任。开发利用海洋能,中国海油正在做着积极的努力和探索。
潮流能资源丰富的地方多集中在近岸海域。这些区域常位于航道、邻近港口或渔业区,因此潮流能开发可能会与其他用海规划产生矛盾,若想实现推广应用,除了要解决技术瓶颈外,还需全面考察海域资源条件及与海洋功能区划的相符性,要在统筹规划的基础上,合理开发。
与潮流能一样,波浪能也受到一定因素影响,其能量大小与风力呈正相关,虽分布广泛,但开发难度较大。利用波浪能转化为电能,可为中国海油分布在四海的平台供电,尤其对南海地区的平台更加适用。张理说:“目前我们的钻采平台多采用燃油、燃气发电,若采用波浪能等海洋能供电,则可节省甚至是替代平台自身的能源消耗。”
相比潮流能、波浪能“靠天吃饭”的色彩,温差能则更加稳定。由于我国夏季普遍高温的气候特点,各个海域的温差能储量都十分丰富。海上平台作业过程中产生的高温生产水,也是能量巨大的温差能热端来源。张理曾做过一项测算:1万吨80℃的水可释放46.5万千瓦时的电能,按照3%的转化效率,至少可产生13950千瓦时电力。
可以说,海洋能优势突出、应用前景广阔,而用好这种“绿色能源”的前提是综合考虑自身特点与国家规划。兰志刚说:“中国已于2012年发布了《全国海洋功能区划(2011~2020年)》,以及8个沿海各省区的省级海洋功能区划,中国海油可在此基础上做好海洋能资源调查与评估工作,因地制宜地选择合适的海洋能种类加以利用。”