為緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染問題,可再生清潔能源的開發(fā)利用變得尤為重要些脐。以潮汐能、海流能塑渤、波浪能等為代表的海洋能源取之不盡、用之不竭确铛,且是可再生的清潔能源饱舆。據(jù)統(tǒng)計(jì),可再生能源中的海洋能約占世界能源總量的70%以上彰碑。
但是数辱,我們開發(fā)利用的海洋能卻微乎其微彪御。截至目前详般,全球已有70多家公司開發(fā)出了各種技術(shù)來利用海洋潮汐或海浪能發(fā)電,然而大多數(shù)從未超越試點(diǎn)階段邁入全面商業(yè)化筋顽。國(guó)際能源署(IEA)數(shù)據(jù)顯示玷利,2018年僅僅利用了1.2TW•h的全球海洋能源,僅占全球一次能源消費(fèi)(約170000TW•h)的很小一部分评疗。
開發(fā)利用潮汐或波浪等海洋能面臨著巨大挑戰(zhàn)测砂,第一是過高的建設(shè)成本茵烈。在可再生能源領(lǐng)域,潮汐發(fā)電項(xiàng)目資金投入較高砌些。早在1966年呜投,法國(guó)拉蘭斯電站花費(fèi)了6.2億瑞士法郎(扣除通貨膨脹因素,現(xiàn)在也已超過10億美元);韓國(guó)華湖潮汐電站則花費(fèi)了5.6億美元;擬議中的英國(guó)斯旺西灣潮汐瀉湖項(xiàng)目為13億英鎊(合16.7億美元)存璃。
相比之下仑荐,羅斯科風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量為781MW,成本約為10億美元纵东,成本效益是韓國(guó)華湖潮汐電站的1.7倍粘招。與其他可再生能源系統(tǒng)相比,海洋發(fā)電項(xiàng)目的初始建設(shè)成本可能讓那些經(jīng)濟(jì)并不富裕的國(guó)家望而卻步偎球。
第二大挑戰(zhàn)洒扎,是缺乏足夠的領(lǐng)域研究。以海洋動(dòng)力科技公司為例衰絮,這家公司自1984年成立以來驹播,已經(jīng)背負(fù)了超過2億美元的債務(wù)。這家公司之所以失敗乞微,主要是在研發(fā)方面投入的資金太少(每季度的研發(fā)費(fèi)用約為130萬美元)俯重,這讓許多潮汐能技術(shù)根本無法在工業(yè)規(guī)模上部署。這也讓我們清醒地認(rèn)識(shí)到:將一個(gè)可行的科研項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為可盈利的商業(yè)應(yīng)用無疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)蝉徒。
潮汐發(fā)電是以因潮汐引致的海洋水位升降發(fā)電夕锹。全球適合潮汐發(fā)電的地方并不多,蘇格蘭的島嶼群有著相對(duì)容易開發(fā)的海洋潮流∪显ⅲ現(xiàn)在檬桅,蘇格蘭擁有世界上最大的水下渦輪陣列,其潮汐發(fā)電建設(shè)速度甚至超出了預(yù)期奉量。目前芹寓,世界上最大的潮汐發(fā)電項(xiàng)目MeyGen,在蘇格蘭北部彭特蘭灣建造笼糙,裝機(jī)容量398MW妓唬,預(yù)計(jì)2021年竣工。
其他發(fā)展海洋發(fā)電技術(shù)的主要國(guó)家還有加拿大和英國(guó)拳喘,它們是世界上潮汐資源最豐富的國(guó)家苫昌。加拿大在大西洋沿岸有許多潮汐能計(jì)劃(主要是在新斯科舍省),許多公司也正在那里測(cè)試各種原型;英國(guó)目前已有20多個(gè)項(xiàng)目在籌備中幸海,其中一些還處于研發(fā)階段祟身,但有許多項(xiàng)目正在進(jìn)行大規(guī)模部署。
此外物独,中國(guó)通過提供3倍于化石燃料價(jià)格的上網(wǎng)電價(jià)來鼓勵(lì)發(fā)展潮汐能袜硫。足夠高的激勵(lì)氯葬,以至于已經(jīng)有發(fā)電企業(yè)向主電網(wǎng)輸送海洋電力,并獲得了贏利婉陷。
隨著海洋能源技術(shù)的日新月異帚称、節(jié)能減排戰(zhàn)略的推進(jìn)及政府政策的鼓勵(lì),一些專家認(rèn)為藍(lán)色能源革命的時(shí)代已經(jīng)到來秽澳。近日世杀,國(guó)際海洋能源系統(tǒng)(ocean energy systems,OES)發(fā)布報(bào)告肝集,傳達(dá)了全球?yàn)橥七M(jìn)海洋能源技術(shù)商業(yè)化所做的巨大努力瞻坝。該報(bào)告指出,近10年來全球波浪和潮汐能快速發(fā)展芙糙。波浪和潮汐發(fā)電的累計(jì)裝機(jī)容量從2009年的不足5GW•h激增至2019年的45GW•h牢簸,許多其他波浪和潮汐流設(shè)備已部署在公海進(jìn)行測(cè)試。
根據(jù)相關(guān)咨詢公司的數(shù)據(jù)鹊逛,2010~2018年全球部署了大約19MW的波浪能發(fā)電設(shè)備渺类,大部分項(xiàng)目都在英國(guó)和西歐,其他設(shè)備則部署在中國(guó)象讶、澳大利亞累换、新西蘭和美國(guó)。目前盏拐,在全球有十幾個(gè)波浪能發(fā)電試驗(yàn)中心:在蘇格蘭的奧克尼群島待插,歐洲海洋能源中心有13個(gè)波浪和潮汐裝置;澳大利亞西部和韓國(guó)濟(jì)州島的新項(xiàng)目正在建設(shè)中;在夏威夷的美國(guó)海軍中心,哥倫比亞電力技術(shù)公司掠袒、西北能源創(chuàng)新公司和奧西拉電力公司三家開發(fā)商預(yù)計(jì)也將從2021年開始測(cè)試波浪能發(fā)電設(shè)備捷妥。
作為促進(jìn)可再生能源可持續(xù)發(fā)展的組織,國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)(IRENA)認(rèn)為海洋能比太陽(yáng)能或風(fēng)能發(fā)電的潛力更大夹勾。由美國(guó)摩潮、中國(guó)、大多數(shù)歐盟國(guó)家和印度在內(nèi)的24名成員國(guó)組成的國(guó)際海洋能源系統(tǒng)(OES)認(rèn)為这溅,海洋能源由于其巨大的潛力可能成為可再生能源的“圣杯”;OES一直在不間斷地進(jìn)行各種研究组民,以期在不久的將來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的海洋能源部署。
國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示悲靴,世界上800000公里的海岸線中臭胜,有2%的海岸線擁有超過30kW/m的波功率密度,根據(jù)40%的轉(zhuǎn)換效率对竣,估計(jì)全球技術(shù)潛力約為500千兆瓦庇楞。換而言之榜配,只要利用2%的海岸線否纬,每年產(chǎn)生的海洋電力足以滿足世界16.4%的電力需求吕晌。英國(guó)和美國(guó)表示,海洋能源可以分別提供該國(guó)20%和15%的電力消耗临燃。
在可再生能源中睛驳,海洋能發(fā)電更具價(jià)值優(yōu)勢(shì):清潔緊湊,具有比太陽(yáng)能和風(fēng)能更高的能量密度膜廊,這意味著即便是國(guó)土面積較小乏沸、卻擁有較長(zhǎng)海岸線的國(guó)家,也可以利用潮汐能與國(guó)土面積大的國(guó)家進(jìn)行能源競(jìng)爭(zhēng);相較于太陽(yáng)能或風(fēng)能發(fā)電的不可控性牡科,海洋能發(fā)電的可預(yù)測(cè)性更強(qiáng);用于海洋能發(fā)電部署的設(shè)備(如潮汐攔河壩)是長(zhǎng)壽命的混凝土結(jié)構(gòu)牲耐,其使用壽命是太陽(yáng)能或風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的4倍。
目前桂喂,國(guó)際海洋能源系統(tǒng)(OES)正試圖通過各國(guó)之間的協(xié)同研發(fā)來推進(jìn)這一發(fā)展進(jìn)程琐惩。據(jù)了解,OES已經(jīng)確定了發(fā)展目標(biāo)成揍,主要圍繞可承受性目溶、可靠性、可操作性冻款、可安裝性咕隶、標(biāo)準(zhǔn)化、資金可用性和能力建設(shè)等筝赶。在海洋能源成為主流可再生能源之前倚辟,這些都是需要解決的問題。
OES特別強(qiáng)調(diào)舰桑,需要大幅度降低海洋能源技術(shù)所需的成本诺秒,以便與其它低碳技術(shù)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。歐洲的目標(biāo)是到2030年將潮汐能降低到0.10歐元/千瓦時(shí)谤绳,波浪能降低到0.15歐元/千瓦時(shí)占锯。此外,如果傳統(tǒng)能源必須支付捕獲和儲(chǔ)存其產(chǎn)生的二氧化碳費(fèi)用缩筛,海洋能將更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)消略。
行業(yè)專家指出,隨著全球領(lǐng)先大國(guó)大力發(fā)展新能源瞎抛,國(guó)際上對(duì)海洋可再生能源的發(fā)展支持將持續(xù)加大艺演。世界上許多國(guó)家已經(jīng)修訂或設(shè)定了減排目標(biāo),并提高可再生資源的發(fā)展規(guī)劃桐臊,未來海洋能源將迎來更美好的前景胎撤。