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在能源轉(zhuǎn)型中如何更好地開發(fā)海洋能源?

來源:中國能源報(bào) 時(shí)間:2023-01-09 10:24:32

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海洋可再生能源通常指附著在海水上的潮汐能、潮流能、波浪能、溫差能和鹽差能,是一種能源源不斷產(chǎn)生的清潔能源。在能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)全球氣候變化的壓力下,海洋可再生能源以其不占用土地空間、資源分布廣泛、開發(fā)潛力大、可持續(xù)利用、綠色清潔等優(yōu)勢(shì),成為全球可再生能源發(fā)展的重要組成部分和當(dāng)前國際能源領(lǐng)域研究開發(fā)的熱點(diǎn)和前沿。海洋能源有著巨大的減排潛力,每千瓦海洋能裝機(jī)容量每年能夠減少1.67噸二氧化碳排放量。全球海洋能總儲(chǔ)量巨大,海洋能的實(shí)用化開發(fā)與商業(yè)化利用如果得以合理開發(fā),各種海洋能發(fā)電量之和理論上將遠(yuǎn)超當(dāng)前全球每年電力消費(fèi)需求。


據(jù)國際可再生能源署預(yù)測(cè),隨著各類海洋能源技術(shù)的發(fā)展,全球海洋能裝機(jī)容量預(yù)計(jì)未來5年可達(dá)3.0千兆瓦,至2030年和2050年分別可達(dá)70千兆瓦和350千兆瓦。在全球化石能源不斷枯竭、生態(tài)環(huán)境惡化的今天,發(fā)展海洋能已經(jīng)成為新一輪國際競(jìng)爭的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。以海洋能作為未來發(fā)展的戰(zhàn)略性技術(shù)儲(chǔ)備,將為增強(qiáng)國家能源安全提供有效保障,并將為各國實(shí)現(xiàn)碳中和提供重要支撐。


加快海洋能開發(fā)利用意義重大


我國海洋資源豐富,海域面積大(管轄海域約為300萬平方公里),海岸線長18000公里,海島資源豐富(面積大于500 平方米的海島達(dá)6900多個(gè)),在我國近岸及其毗鄰海域蘊(yùn)藏著豐富的海洋能資源,能量密度位于世界前列,具備規(guī)模化開發(fā)利用的有利條件。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署公布的全球海洋能源開發(fā)利用數(shù)據(jù),中國占全球海洋能源發(fā)電儲(chǔ)量的近1/5。其中,溫差能是我國蘊(yùn)藏最多的海洋能源類型,其資源可開發(fā)量估計(jì)超過13億千瓦。我國的潮汐能資源可開發(fā)量約為2200萬千瓦,處于世界中等水平。此外,現(xiàn)有潮流能和波浪能的可開發(fā)資源量分別約為1400萬千瓦和1300萬千瓦。


2020年,我國海洋能源累計(jì)裝機(jī)容量約為8 兆瓦,位列全球第五。年并網(wǎng)發(fā)電量約為7吉瓦時(shí)。其中,浙江江夏潮汐電站以高達(dá)0.32萬千瓦的裝機(jī)容量位列全球第三。我國潮流能和波浪能的累計(jì)裝機(jī)容量約為4 兆瓦,約占全球該類能源裝機(jī)總?cè)萘康?/4。近年來,我國相繼出臺(tái)了13項(xiàng)關(guān)于海洋能利用的國家標(biāo)準(zhǔn),以促進(jìn)海洋能產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展。專利申請(qǐng)量多年高居世界首位,新技術(shù)和新方法不斷涌現(xiàn)。


海洋能源及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)屬于典型的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè),包括裝備制造、交通運(yùn)輸、電力運(yùn)營等上下游產(chǎn)業(yè),其特點(diǎn)為產(chǎn)業(yè)鏈長、帶動(dòng)性強(qiáng)。海洋能源的深化利用和推廣不僅能優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),還將成為藍(lán)色經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長點(diǎn)。同時(shí),海島缺電現(xiàn)象嚴(yán)重,發(fā)展海洋能可為邊遠(yuǎn)海島提供充足、穩(wěn)定的能源和淡水供給,有利于解決我國海防建設(shè)、宜居海島和生態(tài)島礁開發(fā)、沿海地區(qū)民生改善等用電用水問題,是維護(hù)我國海洋權(quán)益、建設(shè)海洋強(qiáng)國和海洋生態(tài)文明建設(shè)的重要保障和必然要求。


自2006年以來,我國海洋能源開發(fā)利用進(jìn)入前所未有的機(jī)遇期,海洋能源發(fā)展被納入《可再生能源法》《可再生能源發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》和《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016—2030)》等多個(gè)重大國家計(jì)劃。2022年最新出臺(tái)的國家《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》從總體部署與關(guān)鍵任務(wù)等不同維度統(tǒng)籌規(guī)劃發(fā)展進(jìn)程,明確要“穩(wěn)妥推進(jìn)海洋能示范化開發(fā)”,始終堅(jiān)持“引進(jìn)來”和“走出去”相結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略,乘勢(shì)大力推動(dòng)海洋能開發(fā),爭取在海洋能開發(fā)利用領(lǐng)域有突破性進(jìn)展,走在世界前列。黨的二十大報(bào)告提出,要立足我國能源資源稟賦,堅(jiān)持先立后破,深入推進(jìn)能源革命,加快規(guī)劃建設(shè)新型能源體系,堅(jiān)定不移推動(dòng)能源綠色低碳發(fā)展,積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和。


自“雙碳”目標(biāo)實(shí)施以來,海洋可再生能源的開發(fā)利用進(jìn)程逐漸加快。大力發(fā)展海洋能不僅可為我國帶來生態(tài)環(huán)境上的改變,對(duì)于推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也有很大的潛力,海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展可提供大量的就業(yè)崗位。隨著海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)化加快,其創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益也在不斷增加,應(yīng)充分利用海洋能資源優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),搶抓“一帶一路”和“雙碳”目標(biāo)機(jī)遇,加快海洋能利用開發(fā)的相關(guān)研究,積極推進(jìn)試驗(yàn)性項(xiàng)目,加快發(fā)展海洋可再生能源產(chǎn)業(yè),并使之成為我國海洋經(jīng)濟(jì)的重要支柱。


我國發(fā)展海洋能還面臨四個(gè)難題


與巨大的海洋能儲(chǔ)量形成鮮明對(duì)比的是目前我國海洋能發(fā)電才剛起步。目前,我國海洋能源發(fā)展主要面臨四方面問題:


首先,在理論技術(shù)層面,我國海洋能源基礎(chǔ)研究相對(duì)薄弱,對(duì)能量捕獲與轉(zhuǎn)換機(jī)理、設(shè)備的抗腐蝕與疲勞機(jī)理等研究亟待加強(qiáng)。雖然潮汐能技術(shù)水平居世界前列,但萬千瓦級(jí)潮汐電站的建設(shè)尚未實(shí)現(xiàn)。潮流能和溫差能技術(shù)分別處于比例樣機(jī)的海試和實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段。鹽差能則處于探索性研究階段,距產(chǎn)品市場(chǎng)化應(yīng)用尚有很大差距。多數(shù)發(fā)電裝置在壽命、轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性和成本上落后于國際先進(jìn)水平。


其次,在政策指引層面,多數(shù)海洋能研發(fā)項(xiàng)目設(shè)備制造投入巨大且缺乏穩(wěn)定持續(xù)的資金,導(dǎo)致發(fā)電成本相對(duì)過高。國家目前尚未在上網(wǎng)電價(jià)、電價(jià)補(bǔ)貼等方面出臺(tái)相關(guān)扶持政策和強(qiáng)有力的整體戰(zhàn)略規(guī)劃。大多數(shù)地方政府對(duì)海洋可再生能源研究不全面,尚未制定地方海洋可再生能源發(fā)展計(jì)劃以及相關(guān)項(xiàng)目的海洋和土地使用等配套政策。缺乏激勵(lì)政策和中長期規(guī)劃目標(biāo),企業(yè)吸引力不足,難以實(shí)現(xiàn)海洋能開發(fā)利用的商業(yè)化運(yùn)行。缺乏統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的海洋新能源應(yīng)用發(fā)展的管理機(jī)制,海洋環(huán)境保護(hù)形勢(shì)和生態(tài)建設(shè)的任務(wù)依然較為嚴(yán)峻。


再次,在產(chǎn)業(yè)層面,由于海洋能資源不穩(wěn)定、能量密度較低且具有多風(fēng)險(xiǎn)性,我國海洋能技術(shù)大多停留在科研院所和高校,示范工程的安裝規(guī)模較小,應(yīng)用效果不及預(yù)期,還處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的萌芽階段,投入巨大且建成后維護(hù)管理困難,主要依靠政府財(cái)政引導(dǎo),相關(guān)的配套技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境尚不成熟。另外,我國還沒有針對(duì)海洋可再生能源發(fā)電設(shè)備的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和成熟的產(chǎn)品檢測(cè)體系,這也成為制約我國海洋能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展的一個(gè)瓶頸。


最后,在平臺(tái)及能力建設(shè)層面,建立國家海洋可再生能源海上試驗(yàn)場(chǎng)等綜合試驗(yàn)平臺(tái),可以提供統(tǒng)一的試驗(yàn)和認(rèn)證服務(wù),積累經(jīng)營管理經(jīng)驗(yàn)。我國在公共研發(fā)服務(wù)平臺(tái)與示范區(qū)建設(shè)方面經(jīng)驗(yàn)較少,相比于歐洲海洋能中心(EMEC)等國際先進(jìn)公共測(cè)試場(chǎng),相關(guān)工作亟待加強(qiáng)?,F(xiàn)有的從事海洋能源領(lǐng)域的科技研發(fā)力量分散,尚未形成合力。人才缺口較大,在推動(dòng)海洋可再生能源裝備從“能發(fā)電”向“穩(wěn)定發(fā)電”轉(zhuǎn)變上力度不夠。


六角度發(fā)力推動(dòng)開發(fā)利用


目前,我國海洋能源開發(fā)利用正處于工業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。基于當(dāng)前我國海洋能發(fā)展情況,提出以下六點(diǎn)建議:


一要優(yōu)化頂層設(shè)計(jì)。以黨的二十大精神為指引,立足海洋能開發(fā)利用的全產(chǎn)業(yè)鏈,加快制定《海洋能發(fā)展“十四五“規(guī)劃》的相關(guān)配套政策??茖W(xué)制定符合我國國情的海洋能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展路線圖。明確我國海洋能產(chǎn)業(yè)在裝機(jī)規(guī)模、技術(shù)創(chuàng)新、就業(yè)指標(biāo)、生產(chǎn)總值、政策革新、電力消納保障等方面的宏觀戰(zhàn)略目標(biāo)、階段發(fā)展進(jìn)程與具體實(shí)施方案。完善海洋能用海用地優(yōu)惠政策和審批政策,建立并形成綠色、低碳、循環(huán)可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)體系。


二要加大政策保障。加大對(duì)海洋能基礎(chǔ)理論研究、海試效果較好的海洋能裝置等方面的持續(xù)性資金支持力度。拓寬產(chǎn)業(yè)融資渠道,準(zhǔn)許憑借股權(quán)、債務(wù)等形式獲得資本,探索商業(yè)性金融、股權(quán)融資等手段,積極引導(dǎo)、鼓勵(lì)民間資本進(jìn)入,逐步建立穩(wěn)定持續(xù)的多元化資金投入機(jī)制。設(shè)立“海洋能源利用與轉(zhuǎn)化基金”,加強(qiáng)海洋能研究與應(yīng)用的資金保障。細(xì)化落實(shí)產(chǎn)業(yè)激勵(lì)政策,加快制定海洋能上網(wǎng)電價(jià)激勵(lì)政策。


三要重視基礎(chǔ)研究。加強(qiáng)研發(fā)與技術(shù)人員培育,充分調(diào)動(dòng)科研院所、高校與骨干企業(yè)的科研力量,重點(diǎn)突破提高多種海洋能綜合利用的能量轉(zhuǎn)換效率、裝備穩(wěn)定性、系泊避險(xiǎn)技術(shù)、防腐防污技術(shù)、收放運(yùn)維技術(shù)和多能互補(bǔ)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),超前部署重點(diǎn)領(lǐng)域前沿性、顛覆性技術(shù)攻關(guān),構(gòu)建面向未來的戰(zhàn)略性技術(shù)儲(chǔ)備優(yōu)勢(shì)。加強(qiáng)高效轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)理論與室內(nèi)、海上先進(jìn)測(cè)試技術(shù)的全面支撐,充分利用海上綜合試驗(yàn)場(chǎng)的條件,引領(lǐng)國家在本領(lǐng)域的原始創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新。構(gòu)建國際先進(jìn)的多元化多層次海洋新能源開發(fā)科技創(chuàng)新平臺(tái),加速推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目,切實(shí)推動(dòng)海洋能重大技術(shù)研發(fā)、重大裝備制造和規(guī)模化水平。


四要強(qiáng)化示范應(yīng)用。加強(qiáng)海洋能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和海上試驗(yàn)場(chǎng)等平臺(tái)建設(shè),加速威海、舟山、萬山和南海海上試驗(yàn)場(chǎng)的建設(shè),為我國波浪能、潮流能發(fā)電裝置的研發(fā)定型、海洋科學(xué)研究和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)提供重要公共平臺(tái),為海洋能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。加強(qiáng)海洋能資源高效利用技術(shù)裝備開發(fā)和工程示范,促進(jìn)海洋清潔能源多元化開發(fā)與應(yīng)用,通過產(chǎn)研結(jié)合的方式,適時(shí)擴(kuò)大各類海洋能示范工程規(guī)模,加快推進(jìn)我國海洋能發(fā)電技術(shù)達(dá)到規(guī)?;?、商業(yè)化應(yīng)用水平。


五要深化國際合作。充分利用我國能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)與發(fā)達(dá)國家的技術(shù)研發(fā)、轉(zhuǎn)讓和能力建設(shè)等合作,加速推動(dòng)我國海洋能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。抓住“一帶一路”機(jī)遇,依靠雙多邊合作機(jī)制和平臺(tái),推動(dòng)沿線國家海洋能源技術(shù)和裝備推廣。積極參與世界海洋能合作平臺(tái)和發(fā)展計(jì)劃,逐步提高我國在國際可再生能源署、國際能源署海洋能系統(tǒng)技術(shù)合作計(jì)劃等國際組織中的影響力。


六要拓展應(yīng)用領(lǐng)域。積極拓展海水淡化和制冷、海水制氫、深海遠(yuǎn)洋開發(fā)、海島開發(fā)、海上能源供應(yīng)、海上國防建設(shè)等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。通過建設(shè)多能互補(bǔ)的海洋能源和海洋能源陸上傳輸網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)清潔海洋能成為偏遠(yuǎn)島嶼和深遠(yuǎn)海洋活動(dòng)的能源保障。拓展海洋能應(yīng)用新場(chǎng)景,除為海島及其通訊、海洋監(jiān)測(cè)等提供電力外,還應(yīng)與海水養(yǎng)殖、海水淡化、海洋采礦等場(chǎng)景相結(jié)合,以實(shí)現(xiàn)海洋能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)不斷相互促進(jìn)。做到按需定制,解決海上設(shè)備能源供給問題,形成海洋能應(yīng)用新技術(shù)、新業(yè)態(tài)和新場(chǎng)景。


作者:劉媛供職于山東外貿(mào)職業(yè)學(xué)院;郭振供職于自然資源部第一海洋研究所

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