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    评论:海洋发电可能将是最终可再生能源

    http://www.cabile.com   更新时间: 2020-04-10 14:28:42   电气技术杂志社

      为缓解能源危机和环境污染问题,可再生清洁能源的开发利用变得尤为重要。以潮汐能、海流能、波浪能等为代表的海洋能源取之不尽、用之不竭,且是可再生的清洁能源。据统计,可再生能源中的海洋能约占世界能源总量的70%以上。

      但是,我们开发利用的海洋能却微乎其微。截至目前,全球已有70多家公司开发出了各种技术来利用海洋潮汐或海浪能发电,然而大多数从未超越试点阶段迈入全面商业化。国际能源署(IEA)数据显示,2018年仅仅利用了1.2TW?h的全球海洋能源,仅占全球一次能源消费(约170000TW?h)的很小一部分。

      开发利用潮汐或波浪等海洋能面临着巨大挑战,第一是过高的建设成本。在可再生能源领域,潮汐发电项目资金投入较高。早在1966年,法国拉兰斯电站花费了6.2亿瑞士法郎(扣除通货膨胀因素,现在也已超过10亿美元);韩国华湖潮汐电站则花费了5.6亿美元;拟议中的英国斯旺西湾潮汐泻湖项目为13亿英镑(合16.7亿美元)。

      相比之下,罗斯科风电场的发电量为781MW,成本约为10亿美元,成本效益是韩国华湖潮汐电站的1.7倍。与其他可再生能源系统相比,海洋发电项目的初始建设成本可能让那些经济并不富裕的国家望而却步。

      第二大挑战,是缺乏足够的领域研究。以海洋动力科技公司为例,这家公司自1984年成立以来,已经背负了超过2亿美元的债务。这家公司之所以失败,主要是在研发方面投入的资金太少(每季度的研发费用约为130万美元),这让许多潮汐能技术根本无法在工业规模上部署。这也让我们清醒地认识到:将一个可行的科研项目转化为可盈利的商业应用无疑是一个巨大的挑战。

      潮汐发电是以因潮汐引致的海洋水位升降发电。全球适合潮汐发电的地方并不多,苏格兰的岛屿群有着相对容易开发的海洋潮流。现在,苏格兰拥有世界上最大的水下涡轮阵列,其潮汐发电建设速度甚至超出了预期。目前,世界上最大的潮汐发电项目MeyGen,在苏格兰北部彭特兰湾建造,装机容量398MW,预计2021年竣工。

      其他发展海洋发电技术的主要国家还有加拿大和英国,它们是世界上潮汐资源最丰富的国家。加拿大在大西洋沿岸有许多潮汐能计划(主要是在新斯科舍省),许多公司也正在那里测试各种原型;英国目前已有20多个项目在筹备中,其中一些还处于研发阶段,但有许多项目正在进行大规模部署。

      此外,中国通过提供3倍于化石燃料价格的上网电价来鼓励发展潮汐能。足够高的激励,以至于已经有发电企业向主电网输送海洋电力,并获得了赢利。

      随着海洋能源技术的日新月异、节能减排战略的推进及政府政策的鼓励,一些专家认为蓝色能源革命的时代已经到来。近日,国际海洋能源系统(ocean energy systems,OES)发布报告,传达了全球为推进海洋能源技术商业化所做的巨大努力。该报告指出,近10年来全球波浪和潮汐能快速发展。波浪和潮汐发电的累计装机容量从2009年的不足5GW?h激增至2019年的45GW?h,许多其他波浪和潮汐流设备已部署在公海进行测试。

      根据相关咨询公司的数据,2010~2018年全球部署了大约19MW的波浪能发电设备,大部分项目都在英国和西欧,其他设备则部署在中国、澳大利亚、新西兰和美国。目前,在全球有十几个波浪能发电试验中心:在苏格兰的奥克尼群岛,欧洲海洋能源中心有13个波浪和潮汐装置;澳大利亚西部和韩国济州岛的新项目正在建设中;在夏威夷的美国海军中心,哥伦比亚电力技术公司、西北能源创新公司和奥西拉电力公司三家开发商预计也将从2021年开始测试波浪能发电设备。

      作为促进可再生能源可持续发展的组织,国际可再生能源机构(IRENA)认为海洋能比太阳能或风能发电的潜力更大。由美国、中国、大多数欧盟国家和印度在内的24名成员国组成的国际海洋能源系统(OES)认为,海洋能源由于其巨大的潜力可能成为可再生能源的“圣杯”;OES一直在不间断地进行各种研究,以期在不久的将来实现大规模的海洋能源部署。

      国际可再生能源机构的数据显示,世界上800000公里的海岸线中,有2%的海岸线拥有超过30kW/m的波功率密度,根据40%的转换效率,估计全球技术潜力约为500千兆瓦。换而言之,只要利用2%的海岸线,每年产生的海洋电力足以满足世界16.4%的电力需求。英国和美国表示,海洋能源可以分别提供该国20%和15%的电力消耗。

      在可再生能源中,海洋能发电更具价值优势:清洁紧凑,具有比太阳能和风能更高的能量密度,这意味着即便是国土面积较小、却拥有较长海岸线的国家,也可以利用潮汐能与国土面积大的国家进行能源竞争;相较于太阳能或风能发电的不可控性,海洋能发电的可预测性更强;用于海洋能发电部署的设备(如潮汐拦河坝)是长寿命的混凝土结构,其使用寿命是太阳能或风力发电场的4倍。

      目前,国际海洋能源系统(OES)正试图通过各国之间的协同研发来推进这一发展进程。据了解,OES已经确定了发展目标,主要围绕可承受性、可靠性、可操作性、可安装性、标准化、资金可用性和能力建设等。在海洋能源成为主流可再生能源之前,这些都是需要解决的问题。

      OES特别强调,需要大幅度降低海洋能源技术所需的成本,以便与其它低碳技术进行竞争。欧洲的目标是到2030年将潮汐能降低到0.10欧元/千瓦时,波浪能降低到0.15欧元/千瓦时。此外,如果传统能源必须支付捕获和储存其产生的二氧化碳费用,海洋能将更具竞争优势。

      行业专家指出,随着全球领先大国大力发展新能源,国际上对海洋可再生能源的发展支持将持续加大。世界上许多国家已经修订或设定了减排目标,并提高可再生资源的发展规划,未来海洋能源将迎来更美好的前景。

    文章关键词: 能源发电
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