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海洋能发电行业项目市场分析
发布时间 2019-04-17 13:33:24 来源:中经纵横
第一节 产品定义及应用特点
一、产品定义
海洋能发电是利用海洋所蕴藏的能量发电。海洋的能量包括海水动能(包括海流能、波浪能等)、表层海水与深层海水之间的温差所含能量、潮汐的能量等(见潮汐电站、海洋能电站)。
海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等.海洋能蕴藏丰富,分布广,清洁无污染,但能量密度低,地域性强,因而开发困难并有一定的局限.开发利用的方式主要是发电,其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化.波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能.
二、应用特点
利用潮汐发电必须具备两个物理条件:首先潮汐的幅度必须大,至少要有几米;第二海岸地形必须能储蓄大量海水,并可进行土建工程。潮汐发电的工作原理与一般水力发电的原理是相近的,即在河口或海湾筑一条大坝,以形成天然水库,水轮发电机组就装在拦海大坝里。潮汐电站可以是单水库或双水库。单水库潮汐电站只筑一道堤坝和一个水库。老的单水库潮汐电站是涨潮时使海水进人水库,落潮时利用水库与海面的潮差推动水轮发电机组。它不能连续发电,因此又称为单水库单程式潮汐电站。新的单水库潮汐电站利用水库的特殊设计和水闸的作用既可涨潮时发电,又可在落潮时运行,只是在水库内外水位相同的平潮时才不能发电。这种电站称之为单水库双程式潮汐电站,它大大提高了潮汐能的利用率。
为了使潮汐电站能够全日连续发电就必须采用双水库的潮汐电站。双水库潮汐电站建有两个相邻的水库,水轮发电机组放在两个水库之间的隔坝内。一个水库只在涨潮时进水(高水位库),一个水库(低水位库)只在落潮时泄水;两个水库之间始终保持有水位差,因此可以全日发电。由于海水潮汐的水位差远低于一般水电站的水位差,所以潮汐电站应采用低水头、大流量的水轮发电机组。目前全贯流式水轮发电机组由于其外形小、重量轻、管道短、效率高已为各潮汐电站广泛采用。
第二节 海洋能发电行业发展历程
我国潮汐发电量仅次于法国、加拿大,位居世界第三位。我国潮汐能的开发始于20世纪50年代,1957年在山东建成了第一座潮汐发电站;1978年山东乳山县白沙口潮汐电站开始发电,年发电量230万千瓦时;1980年8月4日我国第一座“单库双向”式潮汐电站—浙江乐清湾江厦潮汐试验电站正式发电。具体来看,分为以下几个阶段:
1、20世纪80年代初至80年代中期
海洋能开发利用研究受到众多部门、单位和专家的重视。参与海洋能开发利用研究的专业单位和电站等最多时达近50个。其中波浪能最多,其次是潮汐能。全国和省级(浙闽)的大型学术研讨和潮汐电站选址考察活动接连不断。各地新建、续建、扩建、技术改造、设备更新的潮汐电站陆续完成。至80年代中期建成并长期运行发电的潮汐电站达8座。
2、20世纪80年代中期至90年代中期
浙闽两省对几个大中型潮汐电站进行了考察选址、规划设计和预可行性研究。随着改革的深入和计划经济向市场经济的过渡,由于海洋能技术研究未列入“七五”科技计划,研究经费困难等原因,80年代末参与海洋能技术研究的专业单位很快减少,至90年代中期仅剩四五个,主要是开展海洋能资源、潮汐能、波浪能和潮流能技术研究。温差能、盐差能研究已停顿。由于大电网向沿海农村扩展延伸,多数潮汐电站因社会作用下降,经济效益降低,设备老化等原因而相继停止运行发电,仍在运行发电的仅剩3座。
3、20世纪90年代中期至本世纪初
在制订“九五”计划前,国家有关部门和专家一致认为中国潮汐能开发利用的科技水平在设计研究和机械制造等方面均已具备研建万千瓦级潮汐电站的条件。国家各有关部、委、局对海洋能开发利用的重视达到前所未有的高度,均把开发海洋能特别是中型潮汐能电站列入“九五”计划。在国家国民经济和社会发展“九五”计划中,把潮汐电力列入工业·电力项的内容。浙闽两省有关部门积极争取国家立项,研建中型潮汐电站。但是,由于种种原因,主要是投资不落实,终究没有立项开始中型潮汐电站的研建。潮汐能项目也未列入科技计划,因此90年代末潮汐能研究被搁置,几年中亦没有政府部门支持较大规模的潮汐能利用活动。但是,在浙江、上海等地仍有专家和有识之士为研建长江口北支和钱塘江口等大型潮汐电站四处奔走游说,并向国家领导人报告和向省市人大、政协提案或向媒体呼吁。
4、2006年以来
近几年由于国家颁布、实施了《可再生能源法》等一系列鼓励可再生能源开发的法规、政策,为海洋能开发利用创造了良好的大环境。2008年3月在杭州召开的中国可再生能源学会海洋能专业委员会成立大会及第一届学术交流会表明,中国海洋能开发己复苏,并出现蓬勃发展的良好势头。据初步统计,全国正在或准备参与海洋能研发的单位已有近50个,副教授以上的专家已达160人以上,表明初具规模的中国海洋能研发队伍已经形成。有不少著名大学和科研、设计院所已经或准备整合人才、设备等资源,成立专门机构,重新或开始开展海洋能技术研发,有的已在承担国家和省的海洋能研究课题,其中有国家“863”计划的9个课题,支撑计划1个专项6个课题,国家“908”专项的3个专题,以及自然科学基金课题等。
另外,中国海洋石油总公司、华能集团公司、大唐集团公司、国电龙源集团公司等国内常规能源集团公司已开始关注海洋能,并且杭州和广州已创立了三家参与海洋能开发的民营公司,两家致力于海洋能技术研发,一家以投资海洋能开发为目标。这些事实表明,常规能源集团和民营资本已看到了我国海洋能开发产业化的曙光。略……
第三节 我国经济发展环境分析
一、2009年宏观经济运行分析
初步测算,2009年全年国内生产总值335353亿元,按可比价格计算,比上年增长8.7%,增速比上年回落0.9个百分点。分季度看,一季度增长6.2%,二季度增长7.9%,三季度增长9.1%,四季度增长10.7%。分产业看,第一产业增加值35477亿元,增长4.2%;第二产业增加值156958亿元,增长9.5%;第三产业增加值142918亿元,增长8.9%。
1、农业生产继续稳定发展,粮食实现连续六年增产。
全年粮食总产量达到53082万吨,比上年增长0.4%,连续6年增产。其中,夏粮产量12335万吨,增长2.2%;早稻3327万吨,增长5.3%;秋粮37420万吨,下降0.6%。油料产量预计增长5%左右,糖料下降9%左右。肉类产量保持稳定增长,全年猪牛羊禽肉产量7509万吨,增长5.0%。其中,猪肉产量4889万吨,增长5.8%。生猪出栏6.4亿头,增长5.7%;生猪存栏4.7亿头,增长1.5%。
2、工业生产逐季回升,实现利润由大幅下降转为增长。
2009年全年规模以上工业增加值比上年增长11.0%,增速比上年回落1.9个百分点。其中,一季度增长5.1%,二季度增长9.1%,三季度增长12.4%,四季度增长18.0%。分经济类型看,国有及国有控股企业增长6.9%;集体企业增长10.2%;股份制企业增长13.3%;外商及港澳台投资企业增长6.2%。分轻重工业看,重工业增长11.5%,轻工业增长9.7%。分行业看,39个大类行业全部实现同比增长。分地区看,东、中、西部地区分别增长9.7%、12.1%和15.5%。工业产销衔接状况良好,全年规模以上工业企业产销率达到97.67%。
3、投资持续快速增长,涉及民生领域的投资增长明显加快。
2009年全年全社会固定资产投资224846亿元,比上年增长30.1%,增速比上年加快4.6个百分点。其中,城镇固定资产投资194139亿元,增长30.5%,加快4.4个百分点;农村固定资产投资30707亿元,增长27.5%,加快6.0个百分点。在城镇投资中,第一产业投资增长49.9%,第二产业投资增长26.8%,第三产业投资增长33.0%。分地区看,东部地区投资增长23.9%,中部地区增长36.0%,西部地区增长35.0%。涉及民生领域的投资大幅增长。全年基础设施(扣除电力)投资41913亿元,增长44.3%。其中,铁路运输业增长67.5%,道路运输业增长40.1%,城市公共交通业增长59.7%。居民服务和其他服务业增长61.8%,教育增长37.2%,卫生、社会保障和社会福利业增长58.5%。全年房地产开发投资36232亿元,增长16.1%,增速比上年回落4.8个百分点。
4、市场销售增长平稳较快,部分产品销售快速增长。
全年社会消费品零售总额125343亿元,比上年增长15.5%;扣除价格因素,实际增长16.9%,实际增速比上年同期加快2.1个百分点。其中,城市消费品零售额85133亿元,增长15.5%;县及县以下消费品零售额40210亿元,增长15.7%。分行业看,批发和零售业消费品零售额105413亿元,增长15.6%;住宿和餐饮业消费品零售额17998亿元,增长16.8%。在限额以上批发和零售贸易业商品零售中,除通讯器材类外,其他20类商品零售均实现较大幅度增长。其中,服装、鞋帽、针纺织品类增长18.8%,家具类增长35.5%,汽车类增长32.3%。
5、居民消费价格和生产价格全年下降,年底出现上升。
2009年全年居民消费价格比上年下降0.7%。其中,城市下降0.9%,农村下降0.3%。分类别看,八大类商品价格四涨四落:烟酒及用品上涨1.5%,医疗保健和个人用品上涨1.2%,食品上涨0.7%,家庭设备用品及维修服务上涨0.2%;居住下降3.6%,交通和通信下降2.4%,衣着下降2.0%,娱乐教育文化用品及服务下降0.7%。居民消费价格11月份同比涨幅由负转正,当月上涨0.6%,12月份上涨1.9%。全年工业品出厂价格下降5.4%,12月份由负转正,当月上涨1.7%。全年原材料、燃料、动力购进价格下降7.9%;商品零售价格下降1.2%。
6、进出口总额全年下降,自11月份由降转升。
2009年全年进出口总额22073亿美元,比上年下降13.9%。11月份进出口总额同比涨幅由负转正,当月增长9.8%,12月份增长32.7%。全年出口12017亿美元,下降16.0%;进口10056亿美元,下降11.2%。进出口相抵,贸易顺差1961亿美元,比上年减少994亿美元。
7、城乡居民收入稳定增长,就业形势好于预期。
2009年全年城镇居民家庭人均总收入18858元。其中,城镇居民人均可支配收入17175元,比上年增长8.8%,扣除价格因素,实际增长9.8%。在城镇居民家庭人均总收入中,工资性收入增长9.6%,经营净收入增长5.2%,财产性收入增长11.6%,转移性收入增长14.9%。农村居民人均纯收入5153元,比上年增长8.2%,扣除价格因素,实际增长8.5%。其中,工资性收入增长11.2%,第一产业生产经营收入增长2.2%,二、三产业生产经营收入增长10.0%,财产性收入增长12.9%,转移性收入增长23.1%。全年城镇就业人员比上年净增910万人。年末农村外出务工劳动力1.49亿人,比一季度末增加170万人。
8、货币供应量增长较快,新增贷款大幅增加。
2009年12月末,广义货币(M2)余额60.6万亿元,比上年末增长27.7%,增幅同比加快9.9个百分点;狭义货币(M1)22.0万亿元,增长32.4%,加快23.3个百分点;市场货币流通量(M0)38246亿元,增长11.8%,回落0.9个百分点。金融机构各项贷款余额40.0万亿元,比年初增加9.6万亿元,同比多增4.7万亿元。
当前世界经济复苏的基础还比较脆弱,国内经济运行中还存在一些不确定因素。面对困难和机遇并存的复杂形势,我们要坚定不移地贯彻中央经济工作会议的各项部署,深入贯彻落实科学发展观,保持宏观经济政策的连续性和稳定性,着力提高政策的针对性和灵活性,进一步提高经济增长的质量和效益,加快推动经济发展方式转变和经济结构调整,积极推进改革开放和自主创新,注重改善民生和保持社会和谐稳定,加强统筹国内国外两个大局,努力实现国民经济平稳较快发展。
二、2010年观经济展望
当前,我国经济社会发展仍处在企稳回升的关键时期。在国际环境不确定性较大、国内自主增长动力不足的大背景下,2010年我国宏观调控将面临更加复杂的环境,既有可能在经济回升过程中因继续“保增长”的政策力度过猛导致投资过快增长和通货膨胀压力明显上升,也有可能因刺激经济增长的政策力度减弱过快,经济出现二次下滑。三种情景下的中国经济走势预测如下:
1、GDP增长8.5%左右的平稳增长情景
如果2010年全球经济缓慢复苏,使中国外部经济环境有所好转,出口下滑和外资下降局面逐步改观。国内现有政策取向基本保持不变,将保持经济平稳较快发展和大力推进结构调整作为宏观调控的主要任务,继续实行积极的财政政策,财政赤字占GDP的比重保持在3%左右;继续实行适度宽松的货币政策,广义货币供应量(M2)余额同比增长率年内逐步控制到18%左右,新增贷款规模全年控制在8万亿元以内,企业从证券市场融资规模大于2009年,全社会资金较为宽松;固定资产投资政策体现有保有压的结构性调控取向,一方面为民间投资创造相对宽松的政策环境,房地产投资较快增长,企业技术升级投资项目增多;另一方面坚决抑制重复建设投资项目的新开工,政府基础设施投资重点保在建项目,压新铺摊子。在这一情景下,由于政府经济刺激政策的新增量小于2009年,国内外市场环境好转但不足以刺激企业大规模增加投资,经济自主性增长动力有所提高但仍未全面恢复,国民经济保持平稳增长态势,GDP增速大体与2009年持平。由于中国经济在长期潜在增长区间下限运行,总量上供过于求仍是经济运行的基本特征,当年不会出现明显的通货膨胀,预计居民消费价格将上涨2.5%左右;就业和国际收支状况将进一步好转。
2009年新开工项目规模很大,投资增长惯性较强;房地产投资加快的趋势仍将延续;但政府投资项目不再大规模铺新的摊子,新增信贷规模减少和对重复建设的政策约束对投资增长将产生一定抑制作用。综合考虑上述因素,预计2010年固定资产投资名义增速为31%左右,大体与2009年持平,但扣除价格因素后的实际增速低于2009年。
2010年,消费保持平稳增长具备诸多有利因素,城乡居民收入水平持续增长为扩大消费增强了后劲,医改新方案等社会保障制度建设有助于减轻居民消费的后顾之忧,储蓄消费型增长模式使我国消费有较强稳定性。但经济型轿车减税、家电下乡、家电和汽车摩托车以旧换新等扩大消费政策可能出现政策效应递减。预计社会消费品零售总额增长18.5%,实际增长15.6%,略低于2009年水平。
外贸出口有望恢复正增长。世界经济由大幅负增长转为小幅正增长是中国出口恢复增长的基础性因素。数量分析显示,中国出口量对世界经济总量弹性为5.3,即世界经济每上升或下降一个百分点,中国出口量随之上升或下降5.3个百分点。2010年世界经济如果实现2%以上的增长,我国外贸出口增速有望达到10.8%左右;内需强劲有助于拉动进口需求进一步加速,预计进口增长13.5%;实现外贸顺差2200亿美元左右,大体与2009年持平。发达国家居民家庭储蓄率上升,将在一定程度上影响对中国商品的需求。贸易保护主义进一步加剧,贸易摩擦明显增多,我国外贸出口形势并不乐观,难以回升到2008年的进出口绝对额水平。
2010年,为防止未来通货膨胀压力过大,不宜进一步加大扩张性政策力度,货币信贷真正回归适度宽松局面,如果确能实现经济平稳增长情景,同时大力推进结构调整和体制改革,将有利于经济可持续发展,并减少扩张性政策的后遗症,这是最值得争取的情景。
2、GDP增长9%以上的强劲复苏情景
如果世界主要经济体为促进经济加速复苏,目前施行的扩张性经济政策2010年全年都不退出,贸易保护主义得到抑制,全球贸易重新活跃,世界经济和贸易全面回升,同时,人民币汇率继续保持基本稳定,前期出台的刺激外贸政策不变,则我国外贸出口增速可能达到20%以上,进口增速达到21.5%,外贸顺差比上年增长15%左右,净出口对我国经济有明显的正拉动作用。
国内继续实施应对国际金融危机的一揽子计划,将保持经济平稳较快增长作为宏观调控的首要目标,继续实行积极的财政政策,财政赤字占GDP的比重略超过3%;继续实行适度宽松的货币政策,广义货币供应量(M2)余额同比增长率年末控制到20%左右,新增贷款规模全年控制在10万亿元以内,证券市场活跃,全社会资金十分宽裕。财政和信贷资金有效带动社会资金的投入,房地产开发投资重新恢复快速增长,十大产业调整和振兴规划实施进展顺利,一批科技含量较高的产业投资项目上马,固定资产投资名义增速高于2009年,实际增速与2009年持平。企业设备利用率回升较快,就业状况明显好转,城乡居民收入增速提高,城乡消费品市场繁荣活跃。在这一情景下,国民经济出现强劲复苏态势,GDP增速超过9%。但世界经济加速复苏可能使我国输入性涨价因素增多,居民消费价格和工业品出厂价格回升较快,分别上涨3.2%和7.5%左右。国内外流动性过份充裕局面会为未来通货膨胀留下隐患。同时,经济增速回升快,经济结构调整不充分,产能过剩矛盾进一步加剧,不利于经济可持续发展。
3、GDP增长8%以下的继续调整情景
如果世界主要经济体目前实施的扩张性政策较快退出,多数国家采取提高利率等手段收紧银根,由于各国经济内生增长动力较弱,企业设备利用率和就业率回升缓慢,世界产业结构将展开深度调整;同时,贸易和投资保护主义盛行,国际贸易回升乏力,跨国投资陷入停滞。在这一情景下,世界经济增长可能低于2%,我国对外贸易和利用外资的国际环境没有大的改善,出口仅增长6%,进口增长11%,外贸顺差比上年下降15%左右,净出口仍为GDP增长的负拉动因素。
如果国内实行积极的财政政策和稳健的货币政策,将预防通货膨胀放在宏观调控的突出位置;财政赤字占GDP的比重明显小于2009年;货币政策操作逐步加大收紧力度,广义货币供应量(M2)余额同比增长率年内控制到16%左右,新增贷款规模全年控制在6万亿元左右,证券市场交投不活跃,企业直接融资规模小于2009年,全社会资金面比2009年明显收紧;在全力保证4万亿投资已开工项目进展的同时,严格控制政府投资新开工项目,房地产投资增速大体与2009年持平。由于经济刺激政策的新增量明显小于2009年,经济自主性增长动力不足,固定资产投资和社会消费品零售总额实际增速均低于2009年,企业设备利用率较低,就业困难较大,国民经济出现继续调整态势,GDP增速低于8%。由于中国经济实际增速明显低于长期潜在增长率,总量供过于求矛盾突出,几乎没有新涨价因素,CPI和PPI的上涨主要是翘尾因素影响,预计居民消费价格将上涨1.3%左右,PPI上涨3%左右。这一情景可借助世界性产业结构深度调整来淘汰国内一批落后企业和落后产能,也有利于防止通货膨胀;但就业压力增大。
第四节 行业相关政策、法规、标准
1、海洋能资源储量巨大,国家应更加重视海洋能开发利用
根据已有的资源调查统计成果和估算结果,中国沿岸、近海及毗邻海域的海洋能资源总储量达25.7亿kW。其中沿岸港湾内的潮汐能可开发装机容量2179万kW。进入中国沿岸的波浪能理论功率1285万kW,中国近海及毗邻海域的波浪能可开发装机容量5.74亿kW,中国近海及毗邻海域的温差能可开发装机容量18.40亿kW,沿岸海峡、水道的潮流能理论功率1395万kW,沿岸河口的盐差能、可开发装机容量1.14亿kW。特别是南海全年表、深层温差240C以上,温差能资源能量稳定、能量密度高、总储量巨大、开发条件优越,可开发装机容量达16.55亿kW;舟山海域潮流最大流速4m/s以上,最大功率密度20~30kW/m2,能量密度高、储量较大、开发条件优越。以上两者在全世界海洋能资源中,均属能量密度最高的优质资源,具有很高的开发价值和广阔的开发前景。福建和浙江两省沿海的诸多港湾平均潮差4-5m,台湾、福建和浙江省等诸多岸段年平均波高大于1m,波功率密度3-8kW/m。后两者虽然能量密度相对较低,但总储量较大,有很多港湾和岸段资源开发条件优越,也具有较大的开发价值和良好的利用前景。
因为海洋能属环境友好型能源,海洋能发电不排出C02或有害物质,大力发展海洋能开发不仅可为沿海和海岛提供补充能源,还可以为减排C02,保护人类生存环境做出巨大贡献,为此,我们应更加重视海洋能开发利用。
2、海洋能开发利用的技术政策及工作部署
根据我国海洋能的资源和技术现状,近期(2020年前)海洋能开发利用工作应以海岛提供稳定生活和生产电能及淡水的海岛多能互补独立供电系统和离岸浅海、近海波浪能、潮流能技术实用化为重点,以建成海岛多能互补独立供电示范系统和波浪能、潮流能实用电站为目标。并积极开展能为沿海提供工业电力的中型潮汐电站技术和深海温差能技术研究,以建成中型潮汐示范电站和温差发电示范装置为目标,适当兼顾盐差能技术的探索研究。
3、政策支持
海洋能开发利用关键技术研究与示范项目是“十一五”国家科技支撑计划重点项目,共设100千瓦漂浮式波浪能电站关键技术研究与示范等6个研究课题。该项目由国家海洋局组织实施,集中了国家海洋局、中国科学院、工业和信息化部、教育部以及沿海省区市所属的16家科研院所、大学和涉海企业的科研人员,围绕实现我国海洋能开发利用关键技术的突破以及工程实用化的总体目标开展联合攻关。2009年3月,我国第一座漂浮式海浪能发电站在浙江温州的海边开始建设,建成后年发电量可达10亿千瓦时、年收入达到5亿元。这意味着我国实现了海浪发电的技术突破。
4、促进海洋能开发利用的措施
抓紧开展全面深入地海洋能资源调查与评价研究。我国曾做过一些海洋能资源调查和研究工作,其中主要是对沿岸资源,尤以对沿岸潮汐能资源的调查最多。但是,由于重视不够、经费不足等原因,以往的调查多是利用历史资料并没有进行现场调查,因此总体上调查研究工作欠全面、深入和科学细致,且离岸海域的波浪能及温差能从未进行过资源调查。己做过的资源调查已过去20多年,由于自然演变和随着海岸带地区各类资源开发利用工程建设,沿岸各类海洋能的资源和开发利用环境已发生了较大变化。因此,为适应未来海洋能资源开发利用制定政策和编制规划及选址等需要,应抓紧开展全面深入地全海域、各类海洋能资源的调查和研究评价。尤其是那些从未调查过的资源和海域,以及虽然该资源调查过但却漏做的,如沿岸急流区的潮流能、大浪区的波浪能、港湾外的潮汐能资源等,均应在调查中给予重点关注。
制定加快海洋能资源开发的有力政策和保护海洋能资源的有效措施。20世纪90年代以来,国家和各省市、县相继编制了海洋功能区划,由于以往对海洋能开发利用不够重视,各类海洋能开发功能有的已列入,有的未列入,但总体上对海洋能开发功能保护不够,因此不少海洋能资源的优良港湾、岸段已被火电站、港口码头等工程挤占或严重影响,已无开发的可能性,并且很多开发建设工程项目还在规划、进行之中。对此,向各级政府建议:把各地海洋能资源的优良港湾、岸段、地点的“海洋能开发功能”列入海洋功能区划,加以保护;加大对海洋能资源调查评价、技术研究及开发利用的投资力度,促进海洋能技术研发和电站建设的发展。略……
第五节 产品技术发展现状
40年来我国海洋能资源的开发利用取得了一定的发展,尤其是改革开放以来,逐渐在潮汐能、波浪能发电技术的研究和开发利用方面形成了一些较为成熟的技术,具备了一定的开发利用规模,有了一支较为稳定的科技队伍。
经过多年研究试点,我国潮汐发电行业在技术上日趋成熟,在降低成本、提高经济效益方面也取得了较大进展。近年来,我国潮汐能开发进程加速,潮汐电站建设掀起新高潮,已经建成一批性能良好、效益显著的潮汐电站。如2008年,福建八尺门潮汐能发电项目正式启动;2009年5月,浙江三门2万千瓦潮汐电站工程启动。现在,我国潮汐发电量仅次于法国、加拿大,位居世界第三位。专家认为,我国沿海必将不断地有更多、更大的潮汐电站建成。潮汐能发电技术前景广阔。
海浪发电机是利用海浪的上下垂直位移作为动力,转动水能发电机转化为电能,为匹配小型农用额定功率100千瓦,电压400伏,电流180.5安,转速750转/分的小型农用水能发电机,安装在浪差0.5-6米的高处或600吨以上船上,有2米的浪压,单机可发出120千瓦-250千瓦/小时的电能,3-5米的浪压可发出1万千瓦至5万千瓦/小时电能。将这一套发电设备安装在轮船上,总重量为2吨左右,不仅不会影响船的航速而且能够起到助推作用。因整个地球的大陆架都被海洋包围着,所以全世界都需要其相关技术。
但与先进国家海洋能开发利用的速度和规模相比,我国海洋能资源开发利用的水平还比较低,差距较大。目前国内外的海洋能技术都处在逐渐研发的过程中,此时谁占领了技术的制高点,谁就是未来市场的把握者。因此,自主创新的重要性毋庸赘言。在海洋能技术市场,谁先把它研发出来,变成统治市场的技术,谁就会占尽优势。
第六节 产品工艺特点或流程
潮汐能利用的主要方式是发电,潮汐发电的工作原理与常规水力发电的原理类似,它是利用潮水的涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。由于蓄积的海水流量较大,但落差不大,并且呈间歇性,因此潮汐发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。
开发潮汐能,具体地说,就是在有条件的海湾或感潮河口建筑堤坝、闸门和厂房,将海湾(或河口)与外海隔开围成水库,并在闸坝内或发电站厂房内安装水轮发电机组。对水闸适当地进行启闭调节,使水库内水位的变化滞后于海面的变化,库侧水位与海侧潮位就会形成一定的高度差(即工作水头),从而驱动水轮发电机组发电。从能量的角度来看,潮汐发电就是将海水的势能和动能,通过水轮发电机组转化为电能的过程。
双向运行潮汐电站工作原理示意图
为了调节水位,使发电尽量平稳,人类在开发利用潮汐资源的过程中提出了多种开发方式,其中最主要有单库单向、单库双向和双库单向三种开发方式:
潮汐发电三种不同开发方式示意图
在单向方式中水头变化范围较小,平均工作水头略高,这样可以减少水轮机的数量和尺寸,从而减少潮汐电站的投资;而在潮差较小、海湾条件允许的电站,采用双向工作比较有利。
海浪发电技术其主要特点有:
1、技术含量高:将浮力、重力与波浪力有机的巧妙利用,攻克了海浪随机性强,难以开发利用这一世界难题,填补了我国漂浮式海浪发电技术一项空白;
2、无污染:利用洁净、可再生能源“海浪”发电;
3、适应性广:可适应各种海况海域,是离岸的真正意义上的海浪发电站(国内外海浪发电站大都建在海岸上);
4、耐久性强:设计新颖、结构合理、安全牢固设有特殊的防护装置,可防百年一遇的狂浪,使用寿命为15年;
5、体积小、装机容量大:每座基础直径16m,单座海浪发电站安装50kw发电机6台,总装机容量为300kw;
6、可产业化发展:模块化设计,工厂制造、海上安装、方便快捷、建设周期短、投入成本约0.85万元/kw。略……
第七节 国内外技术未来发展趋势分析
随着新能源的开发,海洋能技术迅速发展。目前已经进入利用这些技术大力发电的新阶段其中发展得较快的有潮汐能、海洋热能转换和波能。其次是海流能、盐度差能、海洋风能。发展得最成熟的潮汐能,法国有兆瓦的朗斯潮汐发电站。其它国家还有些较小型的成熟的潮汐电站。2009年加拿大在北美建立了第一个潮汐电站,即采用现有的流休控制泵在芬迪湾新斯科舍的安纳波利斯罗亚尔建造的兆瓦潮汐电站。
1、美国
美国最有前途的潮汐站址是北缅因和阿拉斯加。夏威夷附近和日本岛地区已有兆瓦的中型实验发电站。计划在夏威夷湖岛用私人资金建造一座兆瓦的电站。美国政府已为开发技术和制定规划储备了资金,用以支持以后几年某些特殊地区的中级型的开发。美国建立系统最有希望的地区是夏威夷和波多黎各外。墨西哥湾和佛罗里达外海也可能开发,但是,这些地区需要支撑发电站的浮动平台。这种平台的深海锚泊和电缆是现代技术所达不到的。
美国佛罗里达州的研究人员正在试验水下涡轮发电,以期利用海水流动发电。这种发电的成本是低廉的,将可能取代部分对气候变暖有影响的燃油和燃煤电厂。
他们认为把发电机等设施放入海洋深处有很多困难。我们的目的是利用水涨水落带动深水区所产生的能量,他的团队正在两个岛之间进行测试,在水下九米处测试水力涡轮机的发电能力。
2、英国
英国ITPower公司最初涉及海洋能技术领域是开发seanow海流涡轮机。该项目是公司早期项目的进化式开发,包括零水头浮子式水电机组。
ITPower公司牵头Seaflow计划,是整个项目的管理者,成立了一家新的公司——海流涡轮机有限公司(MCT)担当开发主力,并拥有知识产权。该项目的成果是双叶片的300kW水平轴涡轮机,是世界第1个商业规模开发海流的试验工程。MCT公司现在是一家独立于ITPower公司的企业,正在推进该技术。
开拓创新的经验使得ITPower公司在海洋能系统领域不断创新,继续开发新技术。其中最重要的是脉冲潮汐公司开发的脉冲潮汐系统和离岸波能有限公司(OWEL)的波能转换器(WEC)系统,分别是潮流能转换器和浮子式波能转换器。
在开发过程中,技术发明人都得借助ITPower公司在开发海洋能系统方面的经验。ITPower公司组建风险团队,领导申请筹资并管理项目。这种模式成功地为发明人获取将一项前端技术推向商业化应用所需的资金和专门知识提供了一种手段。
3、日本
日本三井造船公司近日宣布,该公司将与出光兴产、日本风力开发公司联合在太平洋沿海建设日本国内首个海浪发电站,电站预计于2012年建成并投入运营。东京都政府也将予以配合。目前,对于建站海域的调查论证工作等已经开始。建站候选区域选定后,将于2011年开始进行确证实验,2012年发电规模约为2万千瓦的海浪发电站将建成投入运营。
着眼于商业化,从2011年开始进行发电规模为1000~2000千瓦级的确证实验。发电站的建设区域将选在距陆地约10公里、水深为50~200米的海上。据称,确证实验设备的建设投资约10亿日元。
海浪发电的原理是利用海浪在海面上下起伏时所产生的能量所发的电。与太阳能发电等不同,海浪是24小时可以利用的能源,因此受到人们的关注。预计今后世界各国对海浪发电的应用将趋向高涨。略……
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