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“关注海洋新兴产业”之一:海洋:半岛蓝色经济区的新“电源”

2010-01-12 18:39:01   作者:记者 周传虎   来源:www.cxsdw.com   点击:
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   郑贵斌,山东社会科学院副院长、山东半岛蓝色经济区咨询委员会副主任、本刊顾问

    在刚刚出版的《山东半岛蓝色经济区战略研究》一书中,山东社会科学院“山东半岛蓝色经济区概念规划研究”课题组将海洋电力业作为山东13类海洋产业之一进行了专题研究,该书副主编、山东社会科学院副院长郑贵斌建议,今后山东要继续加大海洋风能的开发,拓展海上风力发电空间,推进潮汐发电业的发展,形成山东海洋电力业的第二龙头,同时利用海岸优势,实现波浪能利用、海浪发电的突破,利用山东海洋科技、人才、区位、资源等优势,充分开发利用海洋能源,从而形成完整的海洋电力业。


海洋能开发持续升温


    20世纪80年代以来,随着陆地矿物燃料日趋枯竭和地球环境污染日益严重,世界主要海洋国家纷纷把目光转向海洋,海洋能源应用技术迅速发展,围绕海洋能源展开的各项研究和资源争夺赛不断升温。
    自20世纪70年代,英国就开始鼓励发展海洋能源,1992年联合国环境发展大会召开之后,该政策被进一步加强,其先后计划在苏格兰西海岸兴建一座装机容量2万kW的固定式波力电站,在塞汶河口建造一座装机容量为8.640MW、年发电量约为170亿kWh的潮汐电站。2007年9月,英国开始建设世界最大的海浪能发电站,装机容量为20GW。2009年10月,英国又提出了建设装机容量25GW的近海浮动式风力发电园的计划。
    长期把促进可再生能源发展作为国家能源政策基石的美国尤为重视海洋发电技术的研究。1979年,美国在夏威夷西海岸建成一座MINI─OTCE温差发电装置,在世界上首次从海洋温差能中获得具有实用意义的电力。2009年5月,美国提出在加利福尼亚州洪堡湾兴建全美首个大型海浪发电站的计划。奥巴马政府也计划在2010年将海洋发电的研发经费提高4倍,达到4000万美元。
 在海洋能源开发利用方面,日本更为活跃,成立了海洋能转移委员会,日本海洋科学技术中心、海洋温差发电研究所等专业从事海洋能源技术研究的科研单位多达10余个,其海洋热能发电系统和换热器技术世界领先。1999年11月,日本与印度联合进行的1000kw海洋温差发电实验成功。2009年,日本九州岛大学名誉教授太田俊昭的研究团队,开始了推动研发一套包括海藻与贝类养殖实验、海水淡化等在内的海洋混合生态发电系统。据专家测算,海洋能源约占世界能源总量的70%以上。作为世界上最大的太阳能收集器,6000万平方公里的热带海洋平均每天吸收的太阳能相当于2500亿桶石油所含的热量,每年吸收的太阳能约相当于地球消耗电力总和的4000倍。“海洋能源的巨量和可再生性让人们在陆地资源日益枯竭的世界性危机中看到了无限的未来,由此,对于海洋能源的开发利用研究和资源争夺也不断加剧。”某沿海城市一位负责能源开发的官员对记者说。


向海洋要“电”


    通常来讲,海洋能源是指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,包括潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水温差能和海水盐差能,广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。我国拥有1.8万公里的海岸线,海洋国土300万平方公里,海洋能源开发潜力巨大,向海洋要“电”的相关研究开展也较早。
    资料显示,我国可开发装机容量大于500kW的坝址和可开发装机容量200-1000kW的坝址共有424处港湾、河口,可开发装机容量200kW以上的潮汐资源,总装机容量为2179万kW,年发电量约624亿kWh。20世纪50-70年代,我国先后建造了近50座潮汐电站(迄今为止,大部分已不能正常运行),其中江厦电站是中国最大的潮汐电站,至今已正常运行了30多年。  我国沿海波浪能资源理论平均功率为1285.22万kW,台湾、浙江、广东、福建和山东沿岸居多。中科院广州能源研究所一直走在国内波浪能研究的前沿。1987年,该所研制的10W航标灯用振荡水柱发电装置,目前在沿海海域航标和大型灯船上被广泛应用。其于“七五”、“八五”、“九五”期间研建的3kW、20kW和100kW岸式振荡水柱装置分别是我国第一个千瓦级、10千瓦级和百千瓦级波能装置,“十五”期间百千瓦级振荡浮子式波浪能独立发电系统、“十一五”期间具有抗台风能力的高效漂浮式波能装置均被列为国家863计划项目。
    我国海流资源理论平均功率为13948.52万kW,浙江、台湾、福建、辽宁等地居多。自20世纪7O年代末在舟山海域进行了8千瓦潮流发电机组原理性试验之后,我国一直在进行海流发电试验。哈尔滨工程大学研制的“万向I”70kW潮流实验电站和“万向II”40kW潮流实验电站分别为世界上第一个漂浮式潮流能试验电站、亚洲第一座独立潮流能发电站,其与意大利阿基米德桥公司正在联合研制的250kW水面漂浮式垂直轴潮流能装置已于2009年12月结束。
    在各类海洋能源中,我国蕴藏量最大的是温差能,主要分布在南海和台湾,尤其是西沙群岛和台湾东海区。1980年,台湾电力公司曾与美国联手进行了核电厂余热和海洋温差发电并用研究。1985年,中科院广州能源研究所开始用“雾滴提升循环”法对温差能展开研究,并建造了两座容量分别为10W和60W的试验台。  在我国众多江河入海口附近还蕴藏着丰富的盐差能资源。据统计,我国沿海盐差能资源蕴藏量约为3.9×1015kJ,理论功率约为1.25×108kW,长江口及以南的大江河口沿岸、上海、广东等地居多。中国西安冶金建筑学院曾于1985年对水压塔系统进行了试验研究,用30公斤干盐可以工作8—14小时,发电功率为0.9—1.2W。由于相关技术难以实现突破,此后国内的盐差能发电技术一直没有大的进展。


半岛蓝色经济区的新“电源”


    由于电煤供应不足,近年来,曾经供电充沛的山东缺电窘况逐年加剧。2008年,山东遭遇十年罕见“煤荒”,供电缺口接近全省需求的三分之一。2010年伊始,山东全省电煤库存甚至出现了不足九天用量的紧急状况。
    海洋电力业的迅速发展让我们看到了缓解供电紧张局面的希望。
    早在20世纪80年代,国家科技部就立项支持在山东青岛大管岛和小管岛进行风力发电试验。乳山市于20世纪70年代建成的白沙口潮汐电站至今是我国北方唯一一座潮汐发电站。1986年,荣成市建成了我国第一座引进机组示范性风电场——马兰风力发电场。
    总装机容量16350千瓦的即墨市华威风电项目,建成后,每年可为国家节约标准煤10685吨(折合原煤15000吨),相应减排二氧化硫360吨、氮氧化物166吨、一氧化碳5吨、二氧化碳2万多吨以及煤渣5500吨。长达60多公里、涉及90多平方公里的沿海“风电长廊”已在即墨东部形成。
    烟台长岛风电项目现已安装风力发电机组62台,装机容量4.87万千瓦,年发电量1亿度,销售收入8400万元。同时,长岛县还在规划开发建设总装机容量100万千瓦的海上风场,建成以后,将成为我国北方第一个海上风电场。
    目前,山东省海洋波浪能利用开发情况走在全国的前列,即墨市鳌山卫镇大管岛“100kW摆式波力发电站”于1999年9月投入运行,年发电80余万度,与同等火力发电相比,减少煤炭消耗350吨,至今仍是岛上30余户120多人日常生活的电源。
    在海洋温差能开发方面,青岛发电厂于2004年11月建成了全国第一个海水源热泵系统。相关数据表明,使用海水源热泵系统冬天供热每平方米约15元,而燃煤取暖每平方米约25元。2008年奥运会期间,青岛奥帆赛基地即使用该系统供电。
    在刚刚出版的《山东半岛蓝色经济区战略研究》一书中,“山东半岛蓝色经济区概念规划研究”课题组将海洋电力业作为山东13类海洋产业之一进行了专题研究,该书副主编、山东社会科学院副院长郑贵斌研究员建议,在建设山东半岛蓝色经济区的大背景下,山东要继续加大海洋风能的开发,拓展海上风力发电空间,推进潮汐发电业的发展,形成山东海洋电力业的第二龙头,同时利用海岸优势,实现波浪能利用、海浪发电的突破,利用山东海洋科技、人才、区位、资源等优势,充分开发利用海洋能源,形成完整的海洋电力产业体系。