欧美积极部署研发海洋可再生能源技术
近年来,欧美等发达国家对海洋可再生能源的部署有加强趋势,纷纷发布开发计划和开发路线图[1],以促进海洋能源技术的开发应用与部署。2014年8月8日,国际可再生能源署(IRENA)发布题为《海洋能源:技术、专利、部署状况及展望》的最新报告[2],旨在通过对海洋能源进行可靠、准确和最新的分析(包括各种相关技术成熟度及其部署现状和趋势、行业专利活动和市场前景,以及海洋能源举措的障碍等),帮助确定新兴技术商业化机会,协助决策者做出中长期能源技术规划和战略选择。
一、巨大的潜力
海洋一直是人类文明和发展不可分割的部分。海洋能源资源的理论年蕴藏量约为20000~80000太瓦特小时(TWh),可满足目前全球电力需求的100~400%(国际能源署,2013年)。但大多数的海洋能源技术面临如何降低成本、提高系统可靠性和性能的挑战。海洋能源开发技术包括风能转换系统(WECs)、潮汐流转换器、深海洋流设备、潮差技术、海洋热能转换装置(OTEC)以及盐度差发电技术等。海洋能源技术可提供二氧化碳零排放的电力,并促成多元化的能源组合,从而有助于平衡不同可再生能源的波动。
二、目前技术部署状况
截至2013年末,海洋能源技术的全球装机容量仅为530兆瓦(MW)(REN21,2014年),其中大部分装机容量来自法国拉朗斯(La Rance)和韩国西洼(Sihwa)的潮汐电站。从技术成熟度角度来看,目前主要的海洋能源技术中,盐度差发电技术的成熟度较低,处于实验室的技术验证阶段;最为成熟的是潮差发电技术。从技术部署角度来看,2001年以来英国保持在全球大规模潮汐流技术原型部署的绝对核心地位,同时挪威、韩国、美国、加拿大等国家也提出了促进技术部署的重要计划;葡萄牙和英国一直以来都领先波浪能发电技术原型的部署行动,近年来澳大利亚、韩国、西班牙、中国也加强了相应的部署;在海洋热能发电技术方面,美国早在1979年和1981年就进行了测试,但没有进行持续运行,最新的OTEC试点示范是日本于2013年开始运行的50千瓦(kW)发电站项目,这也是目前唯一运行的OTEC发电站。
三、对决策者的建议
目前各国正在为开发全球最大且未被开发的清洁能源——海洋能源而展开竞赛。建议加大关键成熟技术产业化应用的扶持力度,对那些仍面临重大可靠性、生存性和可安装性挑战的技术,政策制定者应注重加快技术开发方面的措施,重点关注波浪能转换器、深海洋流设备、海洋热能转换技术以及盐度差技术的研发。
随着技术成熟和技术原型向阵列规模或更大的商业部署转移,其他方面的障碍日益显著。商业规模部署将带来更多的社会环境、电网以及供应链的挑战,这需要公共部门的共同合作来克服。潮差技术的成熟度较高,主要的挑战在于如此庞大的安装对当地生态影响的管理。
(王宝)