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我国海洋能商业化应用取得突破

来源:中国能源报 作者:吕银玲 2017-08-25 11:57:19
  不久前,中国电子科技集团公司38所(下称“38所”)研制的波浪发电装置通过了国家海洋局验收,该装置突破了波浪能液压转换与控制装置模块及千伏级动力逆变器关键技术。

  此项技术实现了波浪稳定发电,在小于0.5米浪高的波况下仍能频繁蓄能,为我国波浪发电工程化应用奠定了基础。

  波浪能是海洋能中既不稳定又无规律的能源形式,此外,海洋能还包括不稳定但变化有规律的潮汐能、潮流能,较稳定的温差能、盐差能。不稳定性和不可靠性给海洋能发电造成了较大难度。

  我国海洋能发电领域发展现状和前景如何?在国际上处于什么位置?如何攻破技术难题?近日,本报记者对此进行了采访。

  坚持自主研发

  “38所”项目负责人王振收介绍,此次技术突破是该所于2014年承研的国家级波浪能项目《80kW波浪能液压转换与控制装置模块及千伏级动力逆变器关键技术》的阶段性成果。

  该项目由中国海洋能专项资金支持,计划在2-3年内完成实验室测试和海洋实况测试,目标是提升液压转换与控制模块的转换效率和研制高效千伏级宽幅动力逆变器系统。

  国家海洋技术中心主任夏登文介绍,中国海洋能专项资金支持的项目除少数引进国外技术,都拥有自主知识产权。

  由于海洋能利用是世界前沿技术,国外也处在示范应用阶段,因此,我国科学家从一开始便坚持自主研发。“十二五”期间,我国自主研发了50余项海洋能新技术、新装置,多种装置走出实验室进行了海上验证,向装备化、实用化发展。“如鹰式波浪能发电装置,无论是零部件还是技术原理本身,都拥有百分之百自主知识产权。”夏主任说。

  据了解,我国海洋能利用目前正处在从技术研发到商业化应用的前期,尚未真正实现大规模商业化开发。近年来,中央财政通过专项资金和科技计划等加大了对海洋能的财政支持力度,促进了我国海洋能技术研发水平的快速提升。

  具体而言,在潮汐能方面,浙江江厦潮汐试验电站运行30多年来,年发电量近800万千瓦时,是世界第四大潮汐电站;潮流能方面,我国已成为世界上为数不多的掌握规模化潮流能开发利用技术的国家,部分技术达到国际先进水平;波浪能方面,我国波浪能技术已开展数十台装置海试及小型示范应用,个别技术达到国际先进水平;此外,我国还开展了温差能发电技术及综合利用的基础性试验研究,以及盐差能发电技术原理试验。

  突破技术瓶颈

  尽管成绩显著,但国家海洋技术中心提供的资料显示,我国海洋能利用核心装备技术尚未取得根本突破,装置转换效率普遍不高,示范应用规模较小,稳定性、可靠性差等问题仍是制约海洋能技术发展的瓶颈。夏登文认为,提高技术成熟度,在能发电的基础上实现发好电、稳定发电、低成本发电是目前海洋能发电急需解决的问题。

  夏登文告诉记者,目前我国已基本实现波浪能稳定发电,其重大技术突破是中科院广州能源研究所研制的“100kW鹰式波浪能发电装置工程样机”。它将高度不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,实现了小波下蓄能发电,中等波况下稳定发电,初步具备了向海岛供电的技术条件。

  从2015年实现稳定发电后,它经受了恶劣环境的复杂考验,达到基本可应用,至今已发3万多度电。夏登文介绍:“我国的海洋能资源是最复杂的,也是开发难度最大的。如果鹰式技术在我们这种海况下能够解决稳定性问题,那么它在世界其它地方也会适用。从这个角度来看,我国海洋能开发技术已经站在世界前沿。”

  此后,“38所”的技术突破在关注液压转换技术的同时,对后端转换——逆变器进行了研究。它在原理验证和样机海试方面取得了初步成绩,未来还需面对更多检验。王振收表示,“38所”未来将努力在浮体聚波能力、多级能量匹配和岛礁适应性整机等方面进行深入研究。

  记者了解到,国际上波浪能发电装置各种大小型样机有几十种,技术特点也不尽相同。夏登文称,这是由于各国海域的波浪能资源特点不同,致使适合的波浪能装置的大小和原理也不同。

  此外,技术趋同需要经过一个产业化过程,目前海洋能发电技术还未达到这一步。在他看来,一个好的发电装置需要做到一级转换效率高,能够在额定功率下稳定发电,在不具备条件的情况下蓄能发电。“假如在小波浪条件下,一个装置每年能有2000小时以上在额定功率下发电,它是可用的。此后,它还需经受长时间的应用检验。”要达到这一步,我国的海洋能发电技术还有一段路要走。

  产业化推动

  2016年12月30日,国家海洋局发布的《海洋可再生能源发展“十三五”规划》提出,“十三五”期间,我国将坚持自主创新,以显著提高海洋能装备技术成熟度为主线,着力推进海洋能工程化应用,夯实海洋能发展基础,实现海洋能装备从“能发电”向“稳定发电”转变,务求在海上开发活动电能保障方面取得实效,加速我国海洋能商业化进程。

  为解决海洋能发电面临的技术难题,实现“十三五”规划目标,我国海洋能利用领域转变了工作模式,以“专业化带动、产业化推动”为主导思想,在密切产学研合作的过程中,促进了海洋能产业链的形成。

  “以前搞海洋能开发是研发单位全包,所有问题自己摸索。现在则用专业化来带动,鼓励研发单位和产业上不同阶段的单位联合开发。海洋能产业链很长,需要大家各取所长,让搞海洋能开发的科学家专注到一个点上,其他事交给擅长的专业技术单位去做。”夏登文介绍。

  “‘产业化推动’是鼓励企业投入到技术研发里面来,让企业牵头,联合推动,从而将技术实实在在地进行转化。这既包括与民营企业共同研发、合作,也不排斥引进国外先进技术,与少数有意与我国合作的外企分享经验,少走弯路。”夏登文说,“海洋能开发很难,很多企业一开始不知道怎么做,但现在已初见成效。目前一些技术已实现稳定发电,只是不太多,未来我们还要做出更多的成绩。”
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