潮汐能_永动着的可再生能源

科技日报/2009年/10月/16日/第006版

技术解读

潮汐能：永动着的可再生能源

本报记者李禾

■新闻背景

英国苏格兰交通、基础设施与气候变化副大臣斯图尔特・斯蒂文森日前在北京表示，苏格兰已计划在3年内规模化建设洋流和潮汐发电场，3年内将有第一座大型海洋发电场并入英国国家电网。还将继续研究建设海上输电基础设施，为将来的洋流、潮汐和海上风能发电项目提供输电服务，最终使其与欧洲电网连接。

据悉，仅苏格兰的波浪和潮汐能就能满足该地区乃至英国的一大部分能源需求，其中波浪每年提供45.7兆瓦时的电力，而潮汐则可以提供33.5兆瓦时的电力。

苏格兰行政院副院长史尼可也曾拜访过中国科技部，商议建立合作基金，共同开发可再生能源，重点是波浪能和潮汐能的开发。

据统计，全国潮汐能蕴藏量为一点一亿千瓦，可供开发的年发电量八百七十亿千瓦时，大约相当于四十多个新安江水电站

■将新闻进行到底

“滔天浊浪排空来，翻江倒海山为催”，这是一句描绘浙江钱塘江大潮的诗歌。今年十一长假，有60多万的游客观赏了钱塘江大潮，但观赏的游客可能没有想到，这翻江倒海的大潮里蕴藏着巨大的洁净的可再生能源。

据世界能源理事会的资料显示，全球海洋中所蕴含的可用电力高达100万千兆瓦/时，目前人类所撷取的仅是“沧海一粟”。

我国潮汐能资源也非常丰富。我国大陆海岸线长达18000多公里，加上5000多个岛屿的海岸线14000多公里，共长32000多公里。据不完全统计，全国潮汐能蕴藏量为1.1亿千瓦，年发电量可达2750千瓦时，其中可供开发的约3850万千瓦，年发电量870亿千瓦时，大约相当于40多个新安江水电站。目前我国潮汐电站总装机容量已有1万多千瓦。

永动的潮汐不竭的可再生能源

对于潮汐，大家都很熟悉，这是一种世界性的海平面周期性自然变化现象，由于受月亮和太阳这两个万有引力源的作用，海平面每昼夜有两次涨落。

潮汐能是指海水在运动时所具有的动能和势能，大量海水在涨潮的过程中，汹涌澎湃而来，具有很大动能，随着水位的逐步升高，巨大的动能就转化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能。潮汐能是一种不消耗燃料、没有污染、不受洪水或枯水影响、用之不竭的可再生能源。

不过潮汐能是低密度的能量，与水力发电数十米，甚至数百米的落差相比，世界上最高的潮差也不过10多米，我国潮差最高约为9米，但是由于潮汐水量巨大，平均潮差3米以上就有实际应用的价值。

首台联入国家电网的潮汐能发电机

潮汐发电是潮汐能最主要的利用方式，世界潮汐能发电的一个里程碑，出现在2008年4月，一台名为“SeaGen”的新型潮汐能涡轮发电机，被安装在爱尔兰北部的斯特兰福德湾入海口。“SeaGen”长约37米，形似倒置的风车，它属于世界上最大的同类涡轮，比其他潮汐能涡轮大出了4倍。这个“水下风车”的旋翼由潮汐流带动工作。其实，潮汐发电机的原理与风力发电类似，只不过把风力推动改为潮汐和水流推动，由此而产生更为环保的电力。

2008年5月，“SeaGen”开始试运行，2008年7月，联入英国国家电网，成为首台与国家电网相连的潮汐能发电机，目前发电能力12兆瓦，可满足约1000户家庭的平均用电需求。

不甘落后，法国电力公司也宣布将在潘波勒近海建造3至6座潮汐发电站，预计其发电总量将达到4兆瓦至6兆瓦，2011年与潘波勒海滩的电网联网。

■专家点评

许建平（国家海洋局第二海洋研究所研究员）

我国在潮汐能发电机的研制方面起步较早，也取得了不菲的成绩。如建成的浙江江厦潮汐试验电站，位于乐清湾北端江厦港，平均潮差5.08米，最大潮差8.39米，属于国家“六五”重点科技攻关项目。

江厦潮汐电站研制的两种结构形式的四工况灯泡型贯流式潮汐水轮发电机组，填补了国内空白，其主要性能指标接近法国朗斯潮汐电站的水平；在软基础上建筑水库堤坝的设计施工获得成功，坝两侧水位每天经历四次大起大落的泄降，建筑物稳定可靠；机组构件和流道防海水腐蚀和防海生物污损技术措施成效明显，采取了厚浆型环氧沥青漆和电解海水外加电流阴极保护技术防腐蚀，不锈钢制水轮机叶轮等。

一次性投资高，自身经济效益差，但社会效益十分显著

目前可再生能源开发利用遭遇的困境是，一次性投资高，且自身经济效益差，但社会效益却十分显著。潮汐发电也不例外。

浙江省是全国最早开发利用潮汐能，并建成实用潮汐电站的省份之一。至80年代中期尚有4座小型潮汐电站（全国共8座）在正常运行，但到2000年，潮汐电站数目反而在减少。目前，仅剩2座处于艰难维持状态，其中江厦潮汐试验电站则长期处于负债运行状态。

为何在全球常规能源（煤、油）日趋紧缺，开发可再生能源的呼声越来越高的情况下，同样是可再生能源的风能和太阳能开发利用在我国有较大的进展，而潮汐能利用尽管在我国起步较早，技术条件也较为成熟，却未能得到应有的重视，发展步履艰难呢？

究其原因，主要与人们对潮汐能开发利用的认识不足，甚至存在偏见有关。如有人认为，潮汐电站规模小、投资高，且又是间隙性发电，成不了“气候”。殊不知，我国东南沿海地区有数十处建造万千瓦级潮汐电站的理想站址；也有人认为，潮汐电站投资过高，它建造在环境条件相比陆地（火电厂）和河流（水电站）要恶劣得多的海湾中，在软基海底上筑坝、波浪对海上建筑的威胁、水轮机受海水腐蚀和海洋生物的附着等因素而增加潮汐电站的建设成本是合乎情理的。随着科学技术的迅猛发展，对上述问题的处理技术已渐趋成熟，建设成本亦会随之下降。另外，潮汐电站发电无需燃料，故运行成本比火电厂低。

火电厂投资成本之所以较低，是用牺牲生态环境所换来的。而潮汐电站除了发电外，还具有多种生态环境效益，如减少向大气排放有害废弃物，优化电站周围的生态环境，俄罗斯潮汐发电专家说：“中国的江厦潮汐电站在目前世界上运行的潮汐电站中，其生态效果是独特的。根据生态条件所采取的运行调节（库水位不会高出平均水位以上+1.5米）措施，虽然损失了电能指标，但保证了大面积的海涂变成稻田和果园，再加上渔业（大量养殖海虾和贝类），使电站所在地区的生活水平提高，形成了一个优美的乡镇。”

潮汐发电不需燃料，不会污染环境，更无需淹地、移民、年发电量稳定少变，取之不尽,用之不竭，在全球对人类生存环境愈来愈关注的今天，其发展前景不可低估。

潮汐特性决定了其间隙性发电，可做常规能源的补充

虽然根据潮汐的性质，决定了潮汐电站间隙性发电的特点。但在我国经济发达的沿海地区建设潮汐电站，均可与大电网并网，故潮汐电站的间隙性发电不会影响用户的用电需求。且浙江省海山潮汐电站在解决间隙性发电难题中，已进行了有益的尝试，摸索了一条双库全潮、蓄能发电的新路子，日平均发电时间已由原来的8—10小时，提高到20.5—22.1小时。

由此可见，潮汐能开发利用从长远来看，有利可图，虽然潮汐能开发利用在能源结构中不可