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海洋能开发“弄潮儿”聚温岭 研讨如何更好发电

文章来源:新华网 | 发布日期:2010-09-01 | 作者:未知 | 点击次数:

2010年8月28日,第三届全国海洋能学术讨论会在我国最大的潮汐试验电站江厦潮汐试验电站所在地浙江温岭市开幕,国务院参事徐锭明欣然赋诗,展望海洋能开发美好前景。

    这次海洋能学术研讨会是由中国可再生能源学会海洋能专业委员会、浙江省海洋学会海洋能源专业委员会共同主办,浙江大学机械工程学系、东北师范大学先进能源技术研究所、中国海洋大学工程学院协办,国电温岭江厦潮汐试验电站承办的。

    在两天的会议期间,中国人民解放军军事科学院原政委张序三中将、中国人民解放军海军装备部原部长郑明少将、中国工程院院士曾恒一等与来自清华大学、西安交大、中科院电工研究所、中科院广州能源研究所、中国海洋大学、东北师范大学、浙江大学、浙江海洋学院、国家海洋局第二海洋研究所的科研人员围绕海洋可再生能源资源调查与评价、海洋能转换理论研究和转换技术研发试验研究、海岛可再生能源开发、海洋能开发利用战略等展开学术交流,大家认为,近年来我国海洋能事业得到长足发展,研发力量得到进一步充实,关键技术和核心装备研究取得了显著突破,未来我国海洋能开发大有可为。

    波浪能技术、潮汐能技术、潮流能技术、海洋温差能发电等其他技术、资源分析等……与会专家提交的各个方面的论文汇编成厚厚一册。会上,张雪明、张亮、王树杰、史宏达、羊天柱等教授(或由学生代)就《自变距双向流潮流能电站专用水平轴透平设计》、《漂浮式潮流电站总体设计》、《水平轴海流能水轮机水槽模型实验研究》、《碟形越浪式波能发电装置的试验研究》、《健跳港潮汐电站工程运行仿真数值预测研究》等话题作了学术交流。    

    A:潮汐电站开发 韩国将建成世界最大潮汐电站

    三门健跳港万千瓦级潮汐电站已进入前期工作阶段

    温岭江厦潮汐试验电站站长颜建华告诉记者,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。温岭江厦潮汐试验电站从1980年第一台机组发电至今,已走过三十年风雨历程。目前电站共安装6台双向灯泡贯流式水轮发电机组,总装机容量3900千瓦,机组运行稳定,发电量逐年提高,年发电量保持在720万千瓦时,截止今年6月底累计发电约1.6亿千瓦时。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,但也面临着经济效益不佳、发展艰难等实际困难,但颜建华表示,“这些困难将随着我国对海洋能开发的重视和政策的扶持,也随着电站自己的努力而逐步得到解决。”

    颜建华透露说,随着各国能源需求的不断增加,近年来不少国家加大了对潮汐电站的开发力度,世界上适宜建潮汐电站的,都开展了相关的研究,特别是韩国,对潮汐电站建设着力更多。2003年,韩国正式开工建设装机25.4万千万的始华湖潮汐电站,现即将建成投产,将超过法国朗斯成为世界上最大的潮汐电站。2007年,韩国又动工兴建装机容量达50万千瓦的加露林潮汐电站。

    我国最大的新能源发电企业集团------江厦潮汐试验电站上级主管部分----龙源电力集团股份有限公司从2008年开始,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,最终选择台州三门健跳港万千瓦级潮汐电站作为近期开发工程。

    三门健跳港潮汐电站位于三门湾口南侧,属正规半日潮,港内落差较大,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。 [NextPage]

    据《浙江省健跳港潮汐电站项目建议书》,该站站址装机容量2万千瓦,年利用小时2550小时,电站单位千瓦静态投资33400元人民币,静态总投资约6.68亿元人民币,含税上网电价1.95元/KW·h,是国内目前最优质的潮汐发电站址之一。

    颜建华表示,目前建设潮汐电站在“跑项目”过程中,遇到两个问题,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。他希望与会专家加强对潮汐电站开发的难题研究,降低上网电价,力争项目早日开工建设,为海洋能开发作出更大贡献。    

    B:浙江舟山群岛地区是我国沿岸潮流最强的地区

    潮流能发电主要是要解决能量的稳定输出问题

    东北师范大学张雪明教授说,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乘以(此处为数学符号)10的10次方(此处也是数学符号)KW,海洋能最具开发前景的是波浪能、潮汐能和潮流能(记者注,又称海流能),这也是世界各国海洋能开发的热点。

    “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。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。目前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。而水平轴形式透平可得到较大能量转换效率最具商业化前景。

    哈尔滨工程大学的荆丰梅、盛其虎、张亮三位研究人员在《漂浮式电站总体设计》一文中透露,我国的四大海区的潮流资源分布总趋势与潮差的分布类似,东海沿岸最强,渤海和黄海沿岸次之,南海沿岸最弱。

    “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,最大流速在3.0-4.0m/s.特别是舟山群岛地区是我国沿岸潮流最强的地区。

    浙江大学流体传动及控制国家重点实验室的刘宏伟、李伟、林勇刚、马舜等在论文披露,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300KW的Seaflow样机、1.2MW双转子Seagen系统、挪威的300KW重力型并网型样机,意大利的130KW垂直轴式Kobold涡轮样机等。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等有待解决,重要问题之一就是能量的稳定输出。

    据记者从研讨会上获悉,我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,哈尔滨工程大学、东北师范大学、中国海洋大学和浙江大学等高校科研人员在研究潮流能发电领域做了大量工作。目前,我国已在山东荣成成山头、浙江岱山县、浙江舟山等地选址建潮流电站。

    C: 波浪能开发还无法形成大规模的商业开发

    “在各种各样的海洋资源中,波能是最广泛的且适用于大多数沿海地区。由于在转换技术和生产成本上比其他海洋能有利,波能转换系统在商业电力生产上的建立也是可行的。”中国海洋大学的史宏达教授等作者在论文中指出,科学家已经发明了大量的波能吸收装置,并且其中有许多已经被用于发电。“如今,振荡水柱(OWC)模型已经被广泛的应用到波能转换装置中。但该装置有一个缺点是波能转换效率比较低。”

    长沙天工电力科技有限公司的王应龙和王钟鸣在论文中介绍说,近二十年来,美国、英国、日本、挪威等国家都在研发、建设浪能电站,一般都利用波峰到浪谷的垂直起伏运动来驱动水轮机或气轮机;利用波浪前后来回运动经由凸轮等机械元件等推动叶机,其他方法,如将浪涌集中于水道中利用水位差、压差等方法,到目前,还没有一种方法被广泛应用和推广。 [NextPage]

    据与会专家介绍,目前,世界各国在波浪能开发还是无法形成大规模的商业开发,所有的方法可简单归纳为三个部分,即一是把波浪能转换为转动的机械能,二是机械能转化为电能,三是将不稳定的电能处理成稳定的电并送上电网,目前,第二、三部分已比较成熟,但是主要的问题还是在第一步,即如何把波浪能有效地转换成转动的机械能,各种各样的波浪能发电方法不同之处主要也在这里。

    D:海洋温差能储量比较丰富 温差能发电研究起步虽晚进展较快

    国家海洋局第一海洋研究所工程院刘伟民、陈凤云两位作者在论文中介绍说,一般而言,海洋能具有密度低和不稳定的特点,但海洋温差能是海洋能中能量最稳定、密度最高的一种,在温差12摄氏度-20摄氏度(符号)时折合成有效水头为210米至570米,已具有相当水力能的强度,能量密度较高。

    据介绍,1881年,法国人提出海洋温差发电概念,1926年,首次进行了海洋温差能利用的实验室原理试验,当年在古巴沿海建成了一座开式循环发电装置,美国在1979年在夏威夷建造了第一座Mini—OTEC 50KW试验性海洋温差能转换电站,净功率达15KW,这是人类首次通过海洋温差能来得到有实用价值的电能,但因石油价格下降,美国并没有全力开发海洋能源。

    日本从1981年开始建成三座岸基式温差电站,印度政府将海洋温差能作为未来的重要能源之一进行开发,1999年,在印度东南部海上运转成功了世界上第一套1MW海洋温差发电实验装置。随着对可再生能源的日益重视,美国、日本、印度等国继续加大对海洋温差能的研究的资金投入。

    刘伟民、陈凤云在论文介绍中说,中国海洋温差能储量比较丰富,但研究工作起步晚。上个世纪80年代初,中科院广州能源研究所、中国海洋大学和天津国家海洋技术中心研究所等单位开展温差发电研究。1986年广州研究完成开式温差能转换试验模拟装置,利用30摄氏度(符号)以下的温水,在温差20摄氏度(符号)的情况下,实现电能转换。1989年又完成了雾滴提升循环实验研究,有效提升高度达20米。1989年,该研究所还对开式循环过程进行了实验室研究,建造了两座容量分别为10W和60W的实验台,雾滴提升高度为当时同类设备的最高值。我国台湾省也从1980年开始积极开展温差能资源调查和开发工作。国家海洋局第一海洋研究所在“十一五”期间重点开展了闭式海洋温差能利用的研究,完成了海洋温差能闭式循环的理论研究工作,并完成了250W小型温差能发电利用装置的方案设计。2008年,承担了“十一五”科技支撑“15千瓦海洋温差能关键技术与设备的研制”课题。     

    E:“十二五”期间将进一步加大对海洋能开发投入力度

    国家已设立海洋可再生能源专项资金项目

    科技部高新司孙鸿航博士在会上说,为应对全球气候变化,我国政府已向国际社会庄严承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年降低40-45%,非化石能源占能源消费比重达到15%,并将此目标作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。“这一目标对各行各业提出了挑战,尤其是能源行业。”孙鸿航表示,海洋能作为可再生能源的重要方向之一,资源储量丰富,发展潜力巨大。目前,欧盟、美国、英国、日本、韩国、俄罗斯等均关注海洋能开发,部分国家已在关键技术研发和装备制造方面取得重大进步,正在进行实用化技术开发,其主要目标是提高能量转换效率,降低成本,增强系统可靠性,减少环境影响。经多年发展,我国也在潮汐能、波浪能、海流能等技术研发和示范应用方面取得良好进展,具备了一定的开发利用规模,形成一支比较稳定的技术研发队伍。

    孙鸿航说,科技部一直高度重视海洋能技术的研发与示范应用,“十一五”以来,又加强了对海洋能发电技术的研发支持力度,首次在国家科技支撑计划中安排了“海洋能开发利用关键技术研究与示范”重点项目,支持海流能、波浪能、温差能等海洋能发电关键技术研究和核心装备研制,并开展了海洋能发电系统综合测试技术的研发与示范。此外,还有国家863计划中重点安排了潮汐能发电以及其他各类海洋能发电关键技术研发示范科题。孙鸿航表示,“十二五”期间,科技部将进一步加大对海洋能开发利用方面的投入力度,按照政策引导和市场拉动相结合的原则,采取企业为主体、产学研相结合的方式,以万千瓦级潮汐试验电站低成本建设关键技术和海岛多能互补发电系统关键技术研发及示范等重点项目为依螅橹钩毕堋⒉ɡ四堋⒑A髂芗捌渌骼嗪Q竽芗际醯难蟹ⅲ⒑Q竽苎蟹⑹匝槠教ê妥酆鲜痉豆こ蹋徊酵黄乒丶际跗烤保嘌哂惺澜缦冉降难蟹⑼哦樱俳夜Q竽懿档目焖俳】捣⒄埂?

    会上,一位专家自目前搞海洋能研发的只是“一小撮人”,但是,正如文章开头徐锭明参事所作的诗中所写的那样:“惊涛骇浪星星火,排山倒海红日升”,对于未来我国的海洋能开发,这“一小撮人”信心很大,记者在会上了解的另一个利好消息是:在财政部和国家海洋局的共同努力下,我国已设立了海洋可再生能源专项资金项目,2010年度的专项资金为2亿元,这超过了建国以来所有的海洋能技术投资总和,并且在今后将会持续稳定地保持专项资金支持。 (据中国台州网 作者:黄晓慧)

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