位于浙江舟山的LHD海洋潮流能发电站。

 自然资源部供图 

桩柱式潮流能双向发电设备平台。
 本报记者  窦瀚洋摄

 今年的《政府工作报告》提出,“大力发展海洋经济”。我国海洋生产总值去年首次突破10万亿元,发展势头强劲。辽阔富饶的海洋,不仅滋养出渔业、油气、船舶等传统产业,还在涵养工程装备制造、海洋能等新兴产业。向海洋要生产力、求新增长点,我国全力促进海洋能新技术、新模式发展。近日,记者来到东海之滨,聆听海洋奏响的“绿色能源”之歌。

    ——编  者

    浙江舟山,东海潮涌。秀山岛海域附近,一个酷似小提琴的大型装置,深入秀山岛东南海域的“喇叭口”,这其实是一座潮流能发电站。奔腾湍急的潮流穿过海中布放的密集叶片,推动水轮机飞速旋转起来,产生的电流通过海岛电站并入电网,清洁绿电由此进入千家万户。

    被誉为“千岛之城”的舟山拥有多样化的海域地理条件,在强潮影响和岛屿集流作用下,许多水道或海域具有较大流速,潮流能资源开发潜力巨大,在开发海洋能方面具有得天独厚的优势。

    近日,记者来到东海之滨,探访蓝色海洋中蕴藏的绿色能量。

    绿色清洁能源的新选择

    何为海洋能?国家海洋技术中心海洋能项目管理办公室副主任王冀介绍,海洋能是以海水为介质,在海洋中的波浪、海流、潮汐等物理过程及河口海域海水盐度差和深水区海表层与深水层海水之间温度差等物理现象中蕴含的能量,常见海洋能有潮差能、潮流能、波浪能、温差能和盐差能。

    “海洋能具有储量大、可持续利用、绿色清洁等特点,是应对全球化石能源短缺和气候变暖的重要选择之一。”王冀说,海洋能利用形式多样,可根据海岛、海洋开发、海上设备用能等需求,提供绿色能源解决方案,我国海洋能资源十分丰富,具备规模化开发利用海洋能的优越条件。

    2005年,我国启动实施了近海海洋综合调查与评价专项,首次对我国近岸海域海洋能资源进行了摸底调查和评价,经过5年努力,初步掌握了我国近岸海域海洋能资源分布特征和开发潜力。

    这几年,随着海洋能技术迅速发展,海洋能进入规模化利用新阶段,自然资源部先后启动了重点海域海洋能资源调查评估和区划工作,并首次绘制了全国1∶25万潮流能资源区划图和重点海域潮流能、波浪能1∶5万资源区划图。

    经过这一系列工作,我国明确了立足资源禀赋,因地制宜,统筹考虑海洋能用地用海用岛需求和生态保护的要求,并开始前瞻布局海洋能潜在开发区域。

    潮流能开发进入“兆瓦时代”

    早在2015年3月,舟山就已开始布局海洋能。彼时,浮吊船将重达2500吨的LHD林东模块化海洋潮流能发电机组平台,缓缓吊装到秀山岛附近海域,随后,发电机组开始布局,舟山LHD海洋潮流能发电站初步落成。

    从2016年LHD第一代机组下水,到LHD第三代300千瓦水平轴机组,再到2022年LHD第四代机组“奋进号”,潮流能利用开发正式进入“兆瓦时代”。

    从秀山岛东南角登船,乘坐快艇不出3分钟,便来到发电站平台。这是个长近200米、宽35米、平均高27米的超大平台,其上不同“房间”内装载着不同机组。登陆平台,脚下就是湍急的海水。

    “岸边、海峡、岛屿之间的水道或湾口潮流速度很大,而且海岸集流作用能使潮流更为丰富,这里可谓是建潮流能电站的理想场所。”站在总成平台上,杭州林东新能源科技股份有限公司副总裁、研发中心副主任陈历向记者介绍从潮流能到电能的转换过程,“平台底部钉入嵌岩桩,牢牢固定在海床上,海底潮流发电机放置在海中,涡轮机随潮流转动,同时带动齿轮旋转,然后带动发电机运行。”

    大到总成平台系统,小到涡轮密封圈,其中不乏攻坚克难的记忆。LHD机组下水后,要面对几十吨的轴压,退潮涨潮时受力部位不同,若用传统轮船密封圈,两三天就得换一次。“我们抛弃传统做法,将潜水艇技术移植到水轮机上,从而实现了动态平衡。”陈历回忆。

    距离秀山岛直线距离26公里之外,普陀山岛与葫芦岛之间海域,还有一座不同形态的潮流能发电平台。这座桩柱式潮流能双向发电设备平台,通过海底电缆,连接着葫芦岛上的岸基集控中心。

    该项目由中国长江三峡集团有限公司投资建设,项目负责人陆忠民带着记者乘船近距离观察海上发电设备。下方由醒目黄色嵌岩钢管桩做基础支撑,上方升压平台好似白色集装箱,内部配有电气设备、提升系统、备用电源及火警系统等,潮流能发电机组则藏于海中,“我们的一大亮点是提升系统,可将机组提升出水面,方便开展现场检修维护。”陆忠民说。

    产业链韧性和竞争力需提高

    位于舟山的LHD海洋潮流能发电站,其背后投资、研发、建设均来自浙江本地民企杭州林东新能源科技股份有限公司。

    在民营经济发达的浙江,民企为何敢于大手笔投资海洋能开发建设?不妨看两组数据,更直观地感受海洋能开发的潜力。

    ——去年底,国际能源署海洋能系统技术合作计划发布全球海洋能源领域二十大亮点工程,位于舟山的LHD海洋潮流能发电站项目位列海洋潮流能项目榜首。

    ——截至目前,舟山LHD海洋潮流能发电站已连续运行超过91个月,总并网电量超774万千瓦时。从自主研发到生产安装再到并网发电,标志着我国潮流能发电技术进入产业化应用阶段。

    该项目总工程师林东介绍,项目历时8年自主研发成功,与国际主流技术不同,采用“平台式+模块化”路径来破解海上安装运维、垃圾防护、电力输送等关键难题,“其优势在于资源利用率高、海域兼容性好、项目可复制性强,有望在国际上率先实现商业化运行,让企业看到了前景。”

    通过推动海洋能资源调查、技术创新和工程示范,我国海洋能开发利用不断取得新突破,波浪能、潮流能、潮差能运行装机规模均居全球前列,海洋能装备与国际先进水平基本同步,积累了较丰富的工程技术经验,为实现规模化利用奠定了良好基础。

    日前,自然资源部、国家发展改革委等部门联合印发《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》,对我国海洋能利用现状和发展前景做出了科学分析与明确要求。

    “与海洋能规模化发展要求相比,部分关键核心技术亟待突破,装备可靠性和经济性仍有待加强,且海洋能资源开发的产业链韧性和竞争力还需提高,尚未达到传统能源或近海风电的发电成本。”王冀说,对此,国内外提出了诸如“融合发展”等新的开发理念。他举例,广东通过结合海洋能发电装置与大型网箱平台开展海产品养殖,既可为平台提供多样化的绿色电力来源,同时又能助推我国海洋牧场向深远海发展;此外,我国波浪能、潮流能以及温差能技术在为海岛、导航灯标、海洋仪器、海上平台供电领域实现了成功应用。

    自然资源部有关专家表示,海洋能开发利用有利于发展新质生产力,对于缓解东部沿海地区、偏远海岛和深远海设施设备电力短缺,构建新型能源体系、发展海洋经济、建设海洋强国具有重要意义。结合可再生能源发展规划和能源领域科技创新规划,提升海洋能创新发展能力,加快推动海洋能规模化利用任重道远。