近日，國務(wù)院通過了《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，重點強調(diào)發(fā)展可再生能源。在這些可再生能源中，水能、風(fēng)能、太陽能等近年來在我國發(fā)展迅猛，海洋能的利用則相對滯后。

就海洋能特別是潮汐能領(lǐng)域中的一些問題，《中國科學(xué)報》記者采訪了中國可再生能源協(xié)會海洋能專業(yè)委員會委員、東北師范大學(xué)先進能源研究所所長張雪明教授。

利用技術(shù)最成熟

潮汐是在月亮和太陽引力作用下產(chǎn)生的地球表面海水周期性漲落潮運動。這種運動包含兩種形式，一種是海水的垂直升降，也稱潮汐，一種是海水水平流動，稱為潮流，這兩種運動一般統(tǒng)稱為潮汐。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，全球海洋中所蘊藏的潮汐能約有109千瓦，目前已開發(fā)的潮汐能電站總裝機容量為8×108千瓦，年發(fā)電量2×1012千瓦時，約占全球潮汐能總功率的27%。調(diào)查表明，我國潮汐能蘊藏量為110吉瓦，其中可供開發(fā)的約21吉瓦，年可發(fā)電量580億度。浙江、福建兩省岸線曲折，潮差較大，潮汐能也最為豐富，兩省資源占我國全部儲量的80%。

“相比其他海洋能，例如波浪能、溫差能、鹽差能等，潮汐能利用是最成熟、最現(xiàn)實的。”對此，張雪明一一舉例說明。

鹽差能蘊藏豐富的地方一般是江河淡水的出?？冢瑪?shù)量較少，而且這些地方大多軍事意義重大且多用于航運，只有極少數(shù)地方有用鹽差能發(fā)電的可能。

而我國溫差能最豐富的地方是南海。但是，當?shù)鼐嚯x我國用電集中的南方工業(yè)區(qū)太遠，而且難以解決海上輸電問題。此外，溫差發(fā)電技術(shù)瓶頸較多，世界上還沒有成功的先例。

此外，我國由于外部島鏈的阻擋，使得波浪能蘊藏量受到制約，波浪能平均值處于全球中等水平。張雪明告訴記者：“東部沿海每年有近一半時間波浪較小。而東南沿海雖然波浪能相對較好，但是其抗臺風(fēng)能力較差，在每年數(shù)次臺風(fēng)侵襲下波浪能設(shè)備損壞嚴重，所以波浪能發(fā)電在技術(shù)上也有很大困難。”

因此，和其他可再生能源相比，潮汐能的一個突出特點是發(fā)電穩(wěn)定。其發(fā)電量不會產(chǎn)生大的波動，而且不占用農(nóng)田，成本只有火電的八分之一。

面臨三道坎

據(jù)了解，利用潮汐能發(fā)電有兩種方式：筑壩發(fā)電和潮流能發(fā)電。筑壩發(fā)電是在近海筑一道壩聚水，利用潮差發(fā)電；潮流能發(fā)電則是把電機放在表層水下讓潮流沖擊葉輪發(fā)電。

據(jù)了解，我國從1958年開始研究開發(fā)潮汐能利用，各地相繼建設(shè)了40多座小型潮汐能發(fā)電站。這些發(fā)電站因為設(shè)備落后、建設(shè)質(zhì)量粗糙、裝機容量太小，建成后運營一段時間便紛紛關(guān)停，目前還在運行的僅有3座，且處于微利或虧損運行狀態(tài)。作為新能源的潮汐能發(fā)電為何進展如此緩慢？

張雪明表示：“建潮汐電站有一個前提，即該地區(qū)必須是一個特殊地形。第二個條件是潮差要高。”我國的潮差大部分地區(qū)都比較小，最高的只有5米，而國外最高的有17米。因此，我國要建一個潮汐能電站比國外難度要大得多。[page]

潮汐發(fā)電一般是在海灣或河灣。這些地方潮流能資源雖然豐富，但往往還有其他更重要的用途，發(fā)電只是排位靠后的選項。

“發(fā)電是最次要的一個問題，首先要解決的是軍事航道的安全。”張雪明說，潮汐能豐富的地方常常都是一些軍用的航道，是不允許用于發(fā)電的。其次是要保證整個地方的經(jīng)濟發(fā)展和交通航運，保證沿海地區(qū)經(jīng)濟開發(fā)的要求，最后才能考慮發(fā)電的問題。

張雪明指出，潮汐發(fā)電必須要滿足上述要求，才能考慮開工建設(shè)。

而當潮汐電站開始建設(shè)時，技術(shù)投資和環(huán)境保護則是面臨的第二道、第三道難題。

張雪明表示：“在海洋環(huán)境下潮汐能發(fā)電會面臨非常復(fù)雜的問題。例如，海水的高腐蝕度對發(fā)電設(shè)備的材料提出了極高要求，極端環(huán)境下如十二、十三級大風(fēng)，能不能保證發(fā)電機組完好無損，這些都是要面對的情況。”

此外，國外環(huán)保人士對筑壩發(fā)電的環(huán)境影響一直持反對態(tài)度。他們認為，筑壩發(fā)電人為造成壩內(nèi)外海水生態(tài)環(huán)境的差異，對壩里整體環(huán)境造成危害。

潮流能發(fā)電將成主流

“相對于筑壩利用潮差發(fā)電，潮流能發(fā)電對環(huán)境幾乎沒有影響，將是未來發(fā)展的主要趨勢。”張雪明指出，潮流能發(fā)電是利用潮汐流動的力量沖擊水輪機，其實質(zhì)很像風(fēng)力發(fā)電，只不過潮汐流動的速度偏小。而且，潮流能發(fā)電無須筑壩，只是在近海表層下面放置發(fā)電機組，一般在20米以內(nèi)。

“我國潮流能豐富的地區(qū)主要是福建、浙江、山東、遼寧和臺灣。而世界上潮流能最豐富的地區(qū)是大西洋(600558,股吧)海域，那里潮流流速很大。我國潮流能流速最大在每秒3米以內(nèi)，英吉利海峽有的地方每秒流速可達5~6米/秒。”張雪明說。

憑借豐富的海洋能資源，大西洋周邊的一些國家如英國，其潮流能技術(shù)發(fā)展最早，也最為先進。如今，英國已有幾家商業(yè)公司在研發(fā)潮流能發(fā)電機，其中MCT公司在技術(shù)研發(fā)上較為領(lǐng)先，已研制出了兆瓦級裝置。

不過，張雪明指出，在潮流能技術(shù)方面，國內(nèi)和國外水平相差不大，沒必要盲目引進國外設(shè)備及技術(shù)。“由于我國沿海地質(zhì)環(huán)境與國外不同，引進西方的技術(shù)和設(shè)備不適合我國沿海潮流能發(fā)電。因為我國近海大陸架較淺，西方大尺寸的水輪機無法在這種水深情況下運轉(zhuǎn)。”

據(jù)悉，由東北師范大學(xué)先進能源研究所承擔的國家科技支撐計劃“表層潮流能發(fā)電站”已進入示范階段。這些裝機容量20千瓦的潮流能發(fā)電機能夠在水深0～30米、流速0.7～3米/秒的條件下工作，經(jīng)過示范檢驗后將在四五年內(nèi)推進商業(yè)化運行。

“在不遠的將來，我國潮流能發(fā)電的商業(yè)化發(fā)展或?qū)⑦M入一個新的階段。”張雪明說。