浙江在線(xiàn)6月16日訊(見(jiàn)習(xí)記者 胡靜漪 記者 趙靜 通訊員 富雨晴 陳澤云)太陽(yáng)和月亮共同“出力”,會(huì)是怎樣的景象?
最近,全國(guó)首座潮光互補(bǔ)型光伏電站——國(guó)家能源集團(tuán)龍?jiān)措娏φ憬瓬貛X潮光互補(bǔ)智能光伏電站投運(yùn),這也是我國(guó)首次將太陽(yáng)能和潮汐能互補(bǔ)開(kāi)發(fā)。壯觀(guān)的場(chǎng)景,讓人們的目光再次聚焦到海洋能利用的大課題上。
廣袤的海洋,潛藏在其中的能量不可估量。但比起近年大放異彩的光伏和風(fēng)電,人類(lèi)利用海洋能的腳步卻略顯遲緩。不管是全國(guó)還是全世界,海洋能利用尚處在研發(fā)初期,技術(shù)門(mén)檻高、投資規(guī)模大、見(jiàn)效周期長(zhǎng)是主要的挑戰(zhàn)因素。
在浙江,數(shù)千座島嶼、6500公里海岸線(xiàn)、26萬(wàn)平方公里遼闊海域?yàn)楹Q竽芾锰峁┝藦V闊的試驗(yàn)空間。近日,記者從近岸到遠(yuǎn)海,走訪(fǎng)利用潮汐能、潮流能、波浪能的三個(gè)代表性項(xiàng)目,探尋它們對(duì)進(jìn)一步發(fā)掘藍(lán)色動(dòng)能的啟示。
巧用資源
工業(yè)遺產(chǎn)煥發(fā)新生
溫嶺江廈,一個(gè)曾被寫(xiě)入我國(guó)中小學(xué)地理教科書(shū)的名字。
1980年5月,作為我國(guó)第一座自行研究、設(shè)計(jì)、制造、安裝的雙向潮汐能發(fā)電站,江廈潮汐試驗(yàn)電站第一臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。當(dāng)時(shí),電站設(shè)計(jì)裝機(jī)容量為3000千瓦,年發(fā)電量為1000多萬(wàn)千瓦時(shí),規(guī)模居全國(guó)第一、世界第三。為表紀(jì)念,它還被鐫刻在北京中華世紀(jì)壇的青銅甬道銘文上。
站長(zhǎng)王浩平今年51歲,自踏出校門(mén)就入職電站,“江廈潮汐試驗(yàn)電站始終致力于研究利用潮汐能發(fā)電,取得了顯著成效,有效擴(kuò)展了新能源的版圖?!?/p>
當(dāng)年主要承擔(dān)科研任務(wù)的電站,在能源需求走高、綠色低碳轉(zhuǎn)型加速的今天,如何發(fā)揮更大的價(jià)值?
2020年9月,“雙碳”目標(biāo)的提出,無(wú)疑是一個(gè)絕佳的機(jī)遇。“我們從中看到讓工業(yè)遺產(chǎn)煥發(fā)新生的機(jī)會(huì)。”國(guó)家能源集團(tuán)龍?jiān)措娏φ憬竟こ探ㄔO(shè)部主任張俊浩說(shuō)。
從哪里入手?大家將目光聚焦到試驗(yàn)電站的水庫(kù)區(qū)域?!俺毕馨l(fā)電需在海邊筑起大壩,由潮水漲落形成內(nèi)外水位差,最終利用勢(shì)能發(fā)電?!睆埧『平忉?zhuān)虼?,江廈潮汐試驗(yàn)電站近2000畝的水面可大做文章。
經(jīng)過(guò)多輪規(guī)劃研討,公司決定投資約4億元在庫(kù)區(qū)安裝光伏發(fā)電組件,打造潮汐與光伏協(xié)調(diào)運(yùn)行發(fā)電的新模式。不到一年,江廈潮汐試驗(yàn)電站就擁有了一個(gè)體量龐大的互補(bǔ)伙伴,它的總裝機(jī)容量達(dá)到100兆瓦,預(yù)計(jì)在20年的運(yùn)行期內(nèi),年平均發(fā)電小時(shí)數(shù)可達(dá)1092小時(shí),年發(fā)電量超過(guò)1億千瓦時(shí),相當(dāng)于滿(mǎn)足約3萬(wàn)戶(hù)城鎮(zhèn)居民一年的家庭用電需求。與火電相比,每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約31654噸,減少排放二氧化碳84479噸。
江廈潮汐試驗(yàn)電站和“新伙伴”構(gòu)成了全國(guó)首座潮光互補(bǔ)型光伏電站。
“我們還開(kāi)發(fā)建設(shè)生產(chǎn)數(shù)字化平臺(tái),建立風(fēng)光設(shè)備健康預(yù)警模型,利用AI智能診斷等技術(shù),實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)一鍵巡航、故障定位、報(bào)告分析等功能?!睆埧『谱院赖卣f(shuō),新電站有一顆“智能心臟”,面對(duì)相當(dāng)于187個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)大小的庫(kù)區(qū)面積,運(yùn)維人員借助數(shù)智工具快速遠(yuǎn)程診斷,實(shí)現(xiàn)少人值班、無(wú)人值守。
在電站內(nèi),還配套建設(shè)有一個(gè)巨大的“充電寶”——5兆瓦時(shí)儲(chǔ)能設(shè)備。據(jù)國(guó)網(wǎng)浙江電科院網(wǎng)源協(xié)調(diào)技術(shù)人員張江豐介紹,由于太陽(yáng)能具有隨機(jī)性,大功率并入電網(wǎng)可能影響電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行,而儲(chǔ)能系統(tǒng)具備靈活的充放電功能,響應(yīng)速率更是從“秒級(jí)”提升至“毫秒級(jí)”,能夠快速平抑功率波動(dòng),實(shí)現(xiàn)清潔能源“應(yīng)并盡并”、充分利用。
站在溫嶺七一塘眺望,左側(cè)是大海、大壩與江廈潮汐試驗(yàn)電站,右側(cè)庫(kù)區(qū)水面上,逾18.5萬(wàn)余塊光伏發(fā)電組件鋪陳延綿到海天一線(xiàn)處,還有智能無(wú)人機(jī)在上空巡航,一派新氣象。
與江廈潮汐試驗(yàn)電站同期,我省在上世紀(jì)還開(kāi)發(fā)了一批小型潮汐能項(xiàng)目。省能源局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,在繼續(xù)加大潮汐能科研力度的同時(shí),可以通過(guò)開(kāi)發(fā)多種能源、綜合利用土地等方式提高經(jīng)濟(jì)效益,盤(pán)活老工業(yè)遺產(chǎn)。
原始創(chuàng)新
加快核心裝備升級(jí)
屢破世界級(jí)難題,位于舟山岱山的LHD潮流能發(fā)電站彰顯的“浙江水準(zhǔn)”。
自2017年至今,LHD潮流能電站已連續(xù)并網(wǎng)發(fā)電超過(guò)五周年,累計(jì)并網(wǎng)發(fā)電超過(guò)280萬(wàn)千瓦時(shí);今年2月,我國(guó)首臺(tái)兆瓦級(jí)機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”完成吊裝下海,并于3月投入并網(wǎng)運(yùn)行,標(biāo)志著我國(guó)潮流能規(guī)?;_(kāi)發(fā)技術(shù)水平躍上新臺(tái)階……
在前期運(yùn)行成果支撐下,LHD潮流能電站兩度入選國(guó)際能源署海洋能系統(tǒng)技術(shù)合作計(jì)劃(IEA OES-TCP)發(fā)布的《全球海洋能20大亮點(diǎn)工程》和《全球潮流能亮點(diǎn)工程》,進(jìn)一步提升了我國(guó)海洋能的國(guó)際關(guān)注度。
誰(shuí)也沒(méi)有想到,以“綠盛牛肉干”知名的溫州企業(yè)家林東能夠在海洋能領(lǐng)域取得成就。
“原始創(chuàng)新是最重要的,我們的技術(shù)路線(xiàn)和世界上其他潮流能項(xiàng)目完全不同。”林東說(shuō)?!皬?到1”,項(xiàng)目首創(chuàng)將“平臺(tái)加渦輪模塊化發(fā)電原理”應(yīng)用到海底,借海流平移的動(dòng)能推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電;“從1到100”,技術(shù)不斷迭代,“奮進(jìn)號(hào)”較此前三代機(jī)組投資不到1.5倍,單機(jī)容量提升5.3倍,發(fā)電能力提升了好幾倍。
林東向記者展示“奮進(jìn)號(hào)”并網(wǎng)首月的發(fā)電數(shù)據(jù):?jiǎn)卧律暇W(wǎng)電量12萬(wàn)千瓦時(shí),再次刷新紀(jì)錄!目前,該發(fā)電項(xiàng)目已獲國(guó)際國(guó)內(nèi)授權(quán)的專(zhuān)利63項(xiàng),但研發(fā)的腳步不會(huì)就此停歇,林東的下一個(gè)目標(biāo)是“上規(guī)模、提效率”,最終讓潮流能發(fā)電成本低于火電。
有核心技術(shù)創(chuàng)新還不夠,產(chǎn)業(yè)鏈上下游必須協(xié)同創(chuàng)新。千百個(gè)大噸級(jí)零配件,需要按照?qǐng)D紙一一定制,團(tuán)隊(duì)分赴杭、甬、舟三地尋找廠(chǎng)家?!暗谝淮渭庸こ鰜?lái)的零部件有2/3都是失敗品,工程款都做了研發(fā)學(xué)費(fèi)。”林東笑說(shuō)。原來(lái),海底的現(xiàn)實(shí)情況有著計(jì)算機(jī)仿真模擬難以預(yù)估的“意外”,鹽霧腐蝕、密封漏水、海底垃圾侵?jǐn)_……都需要廠(chǎng)家根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)再改進(jìn)生產(chǎn)。
直到現(xiàn)在,測(cè)流儀仍是“攔路虎”。測(cè)流儀的數(shù)據(jù)關(guān)系到機(jī)組開(kāi)停機(jī),而市面上各國(guó)研發(fā)的測(cè)流儀,在海底只能持續(xù)使用不超過(guò)10個(gè)月,只能不斷更換,“為此我們也在自主研發(fā)耐用產(chǎn)品?!绷謻|說(shuō)。
去年,浙江省發(fā)改委、能源局發(fā)布《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》,其中提到,在十三五期間,我省潮流能裝備研發(fā)取得重大突破,技術(shù)總體接近國(guó)際先進(jìn)水平。一批裝機(jī)規(guī)模在60至650千瓦不等的潮流能機(jī)組在舟山海域完成實(shí)海況測(cè)試,舟山LHD潮流能示范項(xiàng)目完成多輪裝備技術(shù)更新并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期并網(wǎng)運(yùn)行,裝機(jī)容量達(dá)到1700千瓦,浙江大學(xué)等高校和科研機(jī)構(gòu)潮流能試驗(yàn)場(chǎng)在舟山建設(shè)并投入測(cè)試運(yùn)行。
“當(dāng)前我省潮流能技術(shù)開(kāi)發(fā)仍處于示范階段,我們將繼續(xù)推動(dòng)海洋能開(kāi)發(fā)利用新技術(shù)、新裝備的創(chuàng)新研發(fā)與示范應(yīng)用,加快核心裝備升級(jí),保持我省在海洋能技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用方面的領(lǐng)先地位?!笔∧茉淳窒嚓P(guān)負(fù)責(zé)人表示。
政企合力
探尋市場(chǎng)化之路
產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)成本很高,大規(guī)模應(yīng)用困難很大,這已經(jīng)是海洋能領(lǐng)域的共識(shí)。但路途再遠(yuǎn),也要有勇攀高峰的氣魄。位于舟山嵊泗的波浪能項(xiàng)目已經(jīng)制定出“路線(xiàn)圖”。
目前,沒(méi)有通海底電纜的偏遠(yuǎn)島嶼上往往采用柴油發(fā)電?!?3%至95%的成本在原料端,度電成本在3元以上,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大氣污染。”韓洋能源科技設(shè)備(南通)有限公司執(zhí)行董事兼總經(jīng)理韓磊介紹,如果能利用波浪能發(fā)電,為偏遠(yuǎn)島嶼或海上設(shè)施組建獨(dú)立的微電網(wǎng),無(wú)疑是個(gè)理想的方案,這也是韓洋能源瞄準(zhǔn)的商業(yè)應(yīng)用方向。
最近,團(tuán)隊(duì)在嵊泗縣五龍鄉(xiāng)漁人碼頭投放的第三代“絕酷”新型波浪能發(fā)電機(jī)組,已經(jīng)進(jìn)入實(shí)海測(cè)試的第6個(gè)月。它體格較小、“不挑地方”,在0.2米以上的微波中即可發(fā)電,應(yīng)用范圍較廣;平均效率比光伏發(fā)電高15%以上,預(yù)計(jì)年發(fā)電量可達(dá)7萬(wàn)千瓦時(shí),除去研發(fā)成本,度電成本已降至0.44元?!澳壳靶∫?guī)模安裝已經(jīng)沒(méi)有問(wèn)題,商業(yè)化推廣只爭(zhēng)朝夕。”韓磊信心滿(mǎn)滿(mǎn)。
在他的“路線(xiàn)圖”中,兩條應(yīng)用路徑逐漸明晰。一是小規(guī)模商業(yè)化安裝,依托碼頭、防波堤、海上油氣平臺(tái)、養(yǎng)殖漁場(chǎng)等建筑投放單臺(tái)發(fā)電機(jī)組,向客戶(hù)售賣(mài)電力或設(shè)備?!皩?duì)于海島來(lái)說(shuō),相較太陽(yáng)能和風(fēng)能,波浪能具有更高的能量密度、更長(zhǎng)的全年發(fā)電時(shí)間等優(yōu)勢(shì)?!表n磊說(shuō),目前,團(tuán)隊(duì)還在研發(fā)由10臺(tái)發(fā)電機(jī)組拼合成的兆瓦級(jí)陣列,擴(kuò)大發(fā)電規(guī)模,提高經(jīng)濟(jì)效益。
二是與海上風(fēng)電結(jié)合,打造綜合開(kāi)發(fā)模式?!鞍惭b風(fēng)機(jī)的海域一般很難通航,在海面投放波浪能發(fā)電機(jī)組,可以提高立體空間的利用率、創(chuàng)造更高的畝均收益?!表n磊說(shuō)。而更重要的是,通過(guò)共享海底電纜、變壓器等設(shè)備,波浪能發(fā)電的輸電成本將大大降低,這是相得益彰的“布陣法”。如此一來(lái),發(fā)電機(jī)組也將與近岸建筑解綁,開(kāi)辟更廣闊的中遠(yuǎn)海領(lǐng)地。
這幅“路線(xiàn)圖”與《浙江省可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》不謀而合,《規(guī)劃》提到,我省將為海洋能規(guī)模化、商業(yè)化提供技術(shù)儲(chǔ)備和裝備支持,積極探索海洋能在海島能源供給和海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖電力供應(yīng)方面的推廣應(yīng)用,并鼓勵(lì)開(kāi)展海洋能與海上風(fēng)電的綜合開(kāi)發(fā)試驗(yàn)示范。
“目前最缺的是資金、伙伴和機(jī)會(huì),尤其是綜合開(kāi)發(fā),需要雄厚的商業(yè)伙伴。”韓磊希望在“雙碳”的時(shí)代背景下,波浪能的廣闊前景能被更多人看到。而好消息是,這次海試已吸引了不少央企、國(guó)企的目光。
除了面向用戶(hù)開(kāi)拓市場(chǎng),韓洋能源還在尋找同行間的商機(jī)。接下來(lái),團(tuán)隊(duì)計(jì)劃與嵊泗縣展開(kāi)合作,共同打造波浪能海試基地,吸引更多清潔能源項(xiàng)目入駐?!皩?shí)海況測(cè)試與實(shí)驗(yàn)室模擬的意義完全不同,海洋生物、海水腐蝕、臺(tái)風(fēng)天氣等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題都會(huì)納入考慮?!表n磊說(shuō),基地可以為其他企業(yè)提供樣機(jī)的試驗(yàn)場(chǎng)所,未來(lái),這種商業(yè)模式也許能助推海洋能開(kāi)發(fā)形成產(chǎn)業(yè)集群與產(chǎn)業(yè)鏈。
我省對(duì)涉海企業(yè)從事綠色高新技術(shù)研究,通過(guò)省產(chǎn)業(yè)基金給予市場(chǎng)化支持。省能源局負(fù)責(zé)人說(shuō):“我們也將指導(dǎo)企業(yè)用好綠色金融政策,助力我省海洋能利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?!?/p>
此外,政策支持也是商業(yè)推廣的重要一環(huán)。2019年8月,省發(fā)改委為L(zhǎng)HD項(xiàng)目“定制”我國(guó)首個(gè)潮流能臨時(shí)電價(jià):2.58元/千瓦時(shí)。直到現(xiàn)在,LHD大型海洋潮流能研究中心仍收藏著一張256.9萬(wàn)元的支票,這是LHD項(xiàng)目向國(guó)網(wǎng)岱山縣供電公司收取的第一筆電費(fèi)?!氨M管比起這些年的幾億元投入,這筆收益并不顯眼,但這是打開(kāi)商業(yè)市場(chǎng)的開(kāi)端。”林東說(shuō)。