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海洋能源利用技術進展與展望(下)

文章來源:廣州能源研究所 | 發布日期:2006-05-11 | 作者:未知 | 點擊次數:

 3.2波浪能利用的研究進展與主要項目  

    波浪能是全世界被研究得最為廣泛的一種海洋能源。見于文字的波能裝置專利,可上溯到1799年法國 人吉拉德父子所提出的。在本世紀60年代以前,付諸實施的裝置報道至少在10個以上,遍及美國、加拿大、 澳大利亞、意大利、西班牙、法國、日本等。本世紀60年代初,日本的益田善雄研制成功航標燈用波浪發電裝 置,開創了波能利用商品化的先例。但對波浪能進行有計劃的研究開發,則是70年代石油危機之后。以英、 美、挪、日為代表,對眾多的波能轉換原理進行了較全面的實驗室研究。 80年代以來,波浪能利用進入了以實 用化、商品化為目標的應用示范階段并基本建立了波能裝置的設計理論和建造方法。全世界近20年建造的 波能示范和實用裝置在30個以上,表2列出了各主要裝置的情況。 

    3.2.1挪威  

    挪威于80年代中在卑爾根市附近的島上建造了一座500kw的多共振振蕩水柱岸式電站和一座 35Qkw的聚波水庫電站。其中500kw電站于1985年開始運行,總投資120萬美元。站址選擇在面向北海的 斷崖上,氣室寬度和深度均為7m,前部為一約6m長的港口。機組采用直徑為2m的對稱翼透平,變速恒頻機 構保證電機輸出的電壓和頻率穩定。電站在進行了一年氣室試驗之后,又正常工作了二年多。但電站的總體 設計基本上是失敗的,三年的運行結果表明,電站的年平均輸出僅為5kW左右,遠遠低于設計水平。更為不 幸的是,在1988年12月的一次強風暴襲擊下,鋼結構的氣室頂部被打斷,透平發電機組掉到海中。據稱當時 的最大波高在20m以上。 

    350kw的聚波水庫電站于1986年建成,一直正常運行到1991年。電站的關鍵技術是它的開口寬約 60m的喇叭形聚波器和長約30m的逐漸變窄的楔形導槽。當波浪進入導槽寬闊的一端向里傳播時,波高不 斷被放大,直至波峰溢過邊墻,將波浪能轉換成勢能。與導槽相通的是面積約8500m2,與海平面落差約3-8m的水庫。發電機采用常規水輪機組。建造者稱其轉換效率在65%-75%之間,幾乎不受波高和周期的影 響。電站的年平均輸出功率約為75kw,是比較成功的一座波浪電站。  

    3.2.2日本  

    日本是近年來研建波浪電站最多的國家。先后建造了漂浮式振蕩水柱裝置、固定式振蕩水柱裝置和擺式 裝置十多座。日本建造的裝置的特點是可靠性較高,但效率較低。

    1978年,日本海洋科學中心與美國、英國、挪威、瑞典、加拿大等國合作,在一條由船舶改造的,長80m、 寬12m,被稱作“海明,,號的漂浮式裝置上進行聯合試驗研究。裝置共有13個振蕩水柱氣室。第一期試驗于 1978一1979年進行,共對日本、英國和美國的三種不同類型的裝置同時進行了對比試驗,1985一1986年又進 行了第二期試驗,以改進發電效率、減少機組體積和重量以及海底輸電及錨泊系統?!昂C鳌钡陌l電效率令人 失望,約為6.5%。但作為一個大型的國際合作項目,“海明”的貢獻不僅在于獲得了技術成果,還在世界范圍 推動了波能研究。  

    1983年,日本海洋科學中心聯合三井造船和富士電力又在日本西北海岸鶴岡市的三瀨建造了一座 40kw的岸式振蕩水柱試驗電站,并進行了一個冬季的發電試驗,總投資約8千萬日元。站址選擇在內凹形 的巖岸上。在完成了水下地基之后,吊裝鋼結構氣室框架,然后澆注混凝土。氣室寬度為8.1m,深度為5Tn, 40kw的臥式機組兩端各裝一直徑1.3m的對稱翼透平。當波高達4m時,電站輸出功率為40kw,平均輸出 為11.3kw,總效率約為11%。試驗完成后,鑒于管理上的困難,透平機組被拆除,但氣室結構仍然完好。  

    同時,日本室蘭工業大學也于1983年在北海道室蘭附近的內浦建造了一座裝機容量為5kW的搖擺式 波力電站。電站通過一個能在水槽中前后搖擺的擺門吸取波浪能。它的阻尼是液壓裝置。利用兩聲單向作 用的液壓泵驅動發電機便可吸取全周期的波浪能。試驗電站的擺寬為2m,最大擺角為士30度。波高1; 5m, 周期4,時的正常輸出約為5kw,總效率約為40%,是日本電站中效率最高的一座。另外,在燒夙島的西浦港 已建造了一座同樣的裝置,用來向漁民公寓提供熱水。  

    1988年,日本株式會社竹中工務店在東京以東99里海岸設計建造了一座振蕩水柱陣列電站。電站的氣 室由10個直徑為1. 5m的鋼管陣列組成,安裝在防波堤前幾米處。當氣室內水柱上升時,將空氣通過排氣管 壓縮到一直徑為7m的定壓儲氣罐中。當氣室水位下降時,外部空氣通過吸氣閥注入氣室,如此反復。與儲氣 罐相聯的是一個30kw的常規沖動式透平發電機組,出力比較穩定。平均輸出約為6kW,供給附近的一個養 殖場。電站計劃進行7年的發電試驗,目前已正常運行達10年。  

    日本港灣技術研究所于1989年在酒田市的酒田港建成一防波堤式的振蕩水柱電站。防波堤的沉箱是一 個中空的箱式氣室,其前部為開口的防護隔板,可引入波浪。沉箱迎波寬度20m,厚24.5m ,高27m,發電機容 量60kw,串聯兩個直徑為1. 3m的對稱翼透平。電力用于示范性的電開水器、溫水養魚和燈塔等。電站的氣 室效率約為50%,透平效率約為30一40%,總效率在10%一30%之間。在電站的100多處布置了大量的測 量傳感器,以獲得有關波浪、負載、壓力以及運動和電力數據。總投資超過7億日元,透平發電機組費用約6 千萬日元。  

    后彎管式波能裝置是日本的一項有創新性的工作,由日本著名波能裝置發明家益田善雄提出。它是一個 向后伸展的漂浮式振蕩水柱系統。氣室的開口在浮體的后方,背向波浪。這種大膽的設計可充分利用浮體來 自振蕩和搖擺兩方面的能量,且向后伸展的氣室可以方便地調整長度以適應不同的波浪。這對小波浪和淺水 區域顯得特別重要。日本綠星社于1987年進行了裝置的海上試驗。隨后,益田善雄又與中國科學院廣州能 源研究所合作開發這種裝置。 

    日本海洋科學中心于90年代初開始研建一個稱作“巨鯨”的波能裝置,它是一種發展的后彎管漂浮式裝 置。其外形類似一條巨大的鯨魚。裝置的氣室設計在結構的前部)長長的身體除了利于吸收波能外,還可作 為綜合利用的空間,是一個包括波浪發電、海上養殖和旅游的綜合系統。裝置于1998年由石川島播磨重工業 公司完成制造,投放于三重縣外海。裝置寬30m,長50m,安裝了:臺10kW,=臺50kw和2臺30kW的發電 機組。  

    3.2.3英國  

    英國是世界上重要的波能研究國家,曾投入數千萬英鎊用于波能開發的實驗研究,其中包括著名的蘇爾特鴨式裝置等。但英國開始建造波能示范裝置比較晚,數量也不多。 

    英國女王大學在能源部支持下于1991年在蘇格蘭西部內赫里底群島的艾萊島建成一座裝機容量 70kW的岸式振蕩水柱波浪電站。電站的結構和日本三獺的40kw岸式電站相似。氣室寬4m,縱深10m,高 9m。直徑1.2m的雙轉子對稱翼透平發電機組安裝在氣室背部并采用了飛輪儲能,輸出的電力并入大電網。 電站從1986年開始施工,建造周期和投資都大大超出預計。電站出力也不夠理想,氣室效率在70%一20% 間變化,遠低于設計值。電站的平均發電功率約為7. 5kW,基于核電站的工作,女王大學在能源部和歐共體 的支持下,又在電站附近研建一座IMW的同類型電站,目前正在施工之中。  

    蘇格蘭英維尼斯市應用研究技術公司于1995年研建了一座稱作“魚鷹”的波浪能一風能聯合發電裝置。 它是一個振蕩水柱離岸固定式裝置。裝置主體高20m,為鋼結構,在造船廠加工完畢后,拖運到在頓里爾的核 電廠外海沉放,吃水深約14m。裝置計劃安裝2臺IMW的波浪發電裝置和:臺0. 5MW的風力發電裝置。 項目部分得到歐共體“焦爾”計劃的資助,總費用約350萬英鎊,使用了850噸鋼材。然而,由于裝置結構設計 上的失誤,在沉放就位過程中沉沒,項目失敗,目前正計劃由保險公司賠償重建。  

    3.2.4葡萄牙  

    葡萄牙也是近年來在波能研究中較為重要的國家。里斯本大學和葡萄牙工業技術研究院等合作,在歐共 體“焦爾”計劃和葡國政府資助下,正在建造一座0. 5MW的岸式振蕩水柱波浪電站。電站位于阿左內斯群島 的比克島,1998年已完成主體結構,計劃1999年發電。電站氣室寬12m,縱深12m,電站頂部高約20m,前墻 吃水2. 5m。對稱翼透平的直徑2. 3m,前后均有活動導葉,透平可在750一1500r/min范圍工作,發電機額定 功率400kw,是世界上目前最大的波浪電站。電站運行計劃應用相位控制技術,以提高在不規則海浪中的出力。  

    3.2.5中國 

    中國也是世界上主要的波能研究開發國家之一。從80年代初開始主要對固定式和漂浮式振蕩水柱波能 裝置以及擺式波能裝置等進行研究。 1985年中科院廣州能源研究所開發成功利用對稱翼透平的航標燈用波 浪發電裝置。經過十多年的發展,已有60W至45W的多種型號產品并多次改進,目前已累計生產600多臺 在中國沿海使用,并出口到日本等國家。“七五”期間,在原國家科委海洋專業組的資助下,由中科院廣州能源 所牽頭,在珠海市大萬山島研建中國第一座波浪電站并于1990年試發電成功。電站裝機容量3kW,對稱翼 透平直徑0. 8m。“八五”期間,在原國家科委的支持下,由中科院廣州能源研究所和國家海洋局天津海洋技術 所分別研建了20kW岸式電站、5kw后彎管漂浮式波力發電裝置和8kW擺式波浪電站,均試發電成功。  

    20kW岸式波浪電站是在原大萬山島3kW電站基礎上改建的。由于3kW電站研建時受投資的限制,氣 室頂偏低,影響機組安全,同時機組容量大小。故在原電站4m寬、3m縱深和5m高(水上部分)的氣室基礎 上,利用原發電機房修建了過渡氣室并在過渡氣室上建造了高約7. 4m的導氣管,使透平機組的位置在標高 15m之上,大大增加了電站安全性和可靠性。電站采用20kW的與柴油發電機聯合運行的變速恒頻機組,可 在1000-2000r/min轉速范圍內變速恒頻工作。對稱翼透平直徑為lm。電站總效率為50%一20%,高于國 外同類電站的水平。測量到的最大輸出功率為18kW。由于大萬山島沒有統一電網,而用戶又難以維持柴油 機組24小時運行,故電站在經歷了3個月的試驗運行之后關閉。 

    “九五”期間,在科技部科技攻關計劃支持下,廣州能源研究所正在廣東汕尾市遮浪研建100kW的岸式 振蕩水柱電站。電站氣室為一底部直徑6.4m,頂部直徑2.5m,水上高度10m,吃水4m的圓柱體,喇叭形引 浪墻與外海相通。前墻吃水2m,開口寬度約6m。電站將安裝100kW的異步發電機:臺與電網井網運行,計 劃2000年建成發電。 

    3.2.6技術進展 

     過去20年中,波能轉換技術得到快速發展,建造技術趨于成熟,能量轉換效率成倍增加,特別是多共振 振蕩水柱,對稱翼透平和相位控制技術的發展以及后彎管裝置和聚波水庫等技術的應用起到關鍵作用。  

    多共振振蕩水柱首先在挪威的500kW波浪電站得到應用。其方法是在波能裝置的氣室前部增加一引浪 港口,前港與氣室內水柱以及來波之間在不同頻率下產生諧振,使得波能在裝置的周圍被放大,增加裝置吸 收波能的寬度范圍和對波浪頻率變化的適應范圍。通過利用前港,可以使一個窄的波能裝置吸收到其迎波寬 度之外的能量,從而提高效率,降低成本。一個設計良好的多共振振蕩水柱裝置的一級能量捕獲寬度比在諧 振頻率附近可以達200%以上。  

    相位控制也是挪威科學家提出的一種提高波能裝置效率的有效手段。其方法是通過控制一級能量轉換 機構的運動相位,使其運動速度的相位(浮體、水柱或擺板等)與入射波浪作用力的相位相適應,從而使波浪 在裝置周圍被放大,以便有效地吸收波浪能。一般說來,參數設計只能使裝置適應某個頻率,而相位控制則可 以使裝置適應大范圍的頻率。通過簡單地對裝置的運動進行鎖定和釋放,可以減小裝置的響應頻率,也就可 以使一個小的波能裝置適應大周期的波浪,從而達到節約成本提高效率的效果。但如果要增加裝置的響應頻 率,則需要能量對裝置進行加速,一般不予采用。理論和實驗結果均表明,相位控制技術可以減少裝置尺寸, 提高效率。但由于在不規則波中的相位控制方法以及實施設備還有一些問題尚未解決,目前還未得到實際應 用。但相位控制是波能實用化的希望之一。  

    對稱翼透平是70年代中由英國女王大學教授A,A。Wells發明的,又稱Wells透平。它由若干個安裝角 為零,均布于輪毅的對稱翼型葉片組成。對稱翼透平的最大優勢是它的自整流特性,即它可以在往復交變的 雙向氣流中高速單向旋轉做功。由于波浪運動的周期性變化,氣動式波能裝置若采用單向作用透平則需要整 流閥門,而采用對稱翼透平則無需整流閥門,從而可以大為簡化裝置的結構。目前大多數氣動式波能裝置均 采用對稱翼透平。當然,對稱翼透平也存在起動性差和效率較低等弱點。因此,高效雙向作用透平仍是波能 研究的關鍵之一。  

    后彎管裝置,聚波水庫裝置以及擺式裝置的發明也對波能技術的進步起到重要作用。有關優點已在相應 的裝置介紹中論述過,不再重復。 

    3.3海洋溫差能利用技術的進展與主要項目  

    美國、日本和法國是海洋溫差能研究開發的牽頭國家。1881年法國科學家J.01 Arsonval最早提出海洋 溫差能利用的設想,他的學生6,Claude干1926年首次進行了海洋溫差能利用的實驗室原理試驗。1929年6 月,6, Claude在古巴的馬但薩斯海灣的陸地上,建成了一座輸出功率22kW的溫差能開式循環發電裝置,引 起了人們對溫差能的濃厚興趣。但由于溫差能利用在技術上,特別是經濟性能上存在很多問題和困難,開發 工作一直受到冷遇。直至1973年石油危機之后,才復蘇起來。 1979年8月美國在夏威夷建成第一座閉式循 環海洋溫差發電裝置是溫差能利用的一個里程碑。這座50kw級的電站不僅系統地驗證了溫差能利用的技 術可行性,而且為大型化的發展取得了豐富的設計、建造和運行經驗。 

    3.1美國  

    Mini一OTEC 500kW電站由夏威夷州政府和幾家私營公司集資300萬美元設計,建造于一艘向美國海 軍租借的駁船上。項目從1978年開始實施,從設計到發電共用了15個月的時間。然后,又進行了4個月的 試驗。電站采用閉式循環系統。工質為氨,熱水口平均溫度26. 1C,冷水口平均溫度為5. 6C,冷水管長度為 645m,直徑0。 61m,熱交換器總面積407. 8m2。在溫差為2=℃時,熱力循環系統效率超過了2.5%。電站輸出 電力為53-47kw,平均出力為48. 7kW,扣除系統自身用電(其中冷水泵11.9-13.6kW,熱水泵9.4-10.7kW,氨泵1kW,其它裝置10-19.2kW后,向電網的電力輸出為17.3-5.5kW,平均15kW。  

    Mini一OTEC的成功,引起了美國能源部的重視,于1980年支持參與Mini一OTEC的兩家主要公司,在夏 威夷建造了另一座被稱為OTECI的IMW的實驗裝置。該裝置也是閉式系統,工質為氨,主要進行熱力系 統研究,重點是管殼式熱交熱器和冷水管的性能,沒有安裝透平發電機組。  

    從1990年洋高技術研究國際中心(PICHTR)開始一項開式循環溫差能利用計劃,進行了蒸 發器噴嘴、溫海水除氣、濕份分離、冷凝能力等試驗研究。在這些試驗的基礎上,于1991年11月開始在夏威 夷進行開式循環凈功生產試驗并于1993年4月建成,發電功率為210kW,扣除系統自身用電后的凈出力為 40一50kW,并可產生淡水。PICHTR還開發了多功能的溫差能利用系統,不僅發電,還同時產生淡水,進行 空調和制冷以及強化的海水養殖等,在太平洋熱帶島嶼有良好的市場前景。  

    3.3.2日本  

    日本一共建成3座岸式海洋溫差電站。1980年6月,日本東京電力等公司和日本政府各出資50%,共 11億日元,在瑙魯共和國開始建造一座100kW閉式循環溫差電站,并于1981年10月開始發電試驗,運行 了一年。電站采用R22為工質,冷水口溫度7.8C,熱水口溫度29.8”C,冷水管直徑0.7m,長度950m。電站 平均發電功率100. 5kW,扣除系統運行動力的消耗,平均凈輸出14.9kW,并入當地電網。  

    1981年8月,九洲電力公司等又在鹿兒島縣的德之島開始研建50kw的試驗電站,并于1982年9月開 始發電試驗并運行到1994年8月為止。工程投資10億日元,由企業和日本政府各占50%。這是一座混合型 電站,工質為氨,采用板式熱交換器。電站的熱源不是直接取海洋表層的溫海水,而是利用島上的柴油發電機 的發動機余熱將表層海水再加熱后作為熱源,熱源溫度可達40. 5C。冷水口溫度為12C,故溫度差可達 28. 5C。電站冷水管直徑0. 6m,長度2300m,平均凈出力可達32kW。此外,九洲大學還于1985年建造了一 座75kw的實驗室裝置,井得到35kw的凈出力。  

    3.3.3中國  

    1980年臺灣電力公司便計劃將第3和第4號核電廠余熱和海洋溫差發電并用。經過3年的調查研究, 認為臺灣東岸及南部沿海有開發海洋熱能的自然條件,并初步選擇在花蓮縣的和平溪口、石梯坪及臺東縣的 樟原等三地做廠址,并與美國進行聯合研究。  

    1985年中國科學院廣州能源研究所開始對溫差利用中的:種“霧滴提升循環”方法進行研究。這種方法 于1977年由美國的Ridgway等人提出,其原理是利用表層和深層海水之間的溫差所產生的焓降來提高海 水的位能。據計算,溫度從20”C降到7“C時,海水所釋放的熱能可將海水提升到125m的高度,然后再利用水 輪機發電。該方法可以大大減小系統的尺寸,并提高溫差能量密度。1%9年,廣州能源研究所在實驗室實現 了將霧滴提升到21m高度的記錄。同時,該所還對開式循環過程進行了實驗室研究,建造了兩座容量分別為 10W和60W的試驗臺。 

    3.3.4技術進展  

    海洋溫差發電在循環過程、熱交換器、工質以及海洋工程技術等方面均取得很大進展。從技術上講已沒 有不可克服的困難,且大部分技術已接近成熟。存在的問題主要是經濟性和長期運行的可靠性。熱交換器是 溫差發電系統的關鍵部件,約占總生產成本的50%一20%,直接影響了裝置的結構和經濟性。提高熱交換器 的性能,關鍵在于交換器的形式和材料。研究結果表明,鈦是較優材料,其傳熱及防腐性能均好。板式熱交換 器因體積小,傳熱效率高,造價低,在閉式循環中適合采用。 

    工質也是閉式循環中的重要課題。從性能的角度,氨和R22被證明是理想的工質。但從環保的角度,還 需尋求新的工質。  

    在海洋工程技術方面,對冷水管、系留、輸電等技術均進行了研究,特別是冷水管的鋪設技術,對多種連 接形式進行了試驗,已有較成熟的成果。 

    3.4海流能與鹽差能的研究進展  

    相對說來,海流能和鹽差能的研究不如其它幾種海洋能源充分。但海流能的研究近年來有上升的趨勢, 特別是在歐共體得到重視。 

    3.4.1海流能  

    世界上從事海流能開發的主要有美國、英國、加拿大、日本、意大利和中國等。70年代來,中國舟山的何 世鉤自發地進行海流能開發,僅用幾千元錢建造了一個試驗裝置并得到了6. 3kW的電力輸出。80年代初, 哈爾濱工程大學開始研究一種直葉片的新型海流透平,獲得較高的效率并于1984年完成60W模型的實驗 室研究,之后開發出千瓦級裝置在河流中進行試驗。美國也于1985年在佛羅里達的墨西哥灣流中試驗小型 海流透平。2kW的裝置被懸吊在研究船下50m處。加拿大也進行了類似于達里厄型垂直風機的海流透平試 驗,試驗機組為5kW。但整個80年代較成功的海流項目也許是日本大學于1980至1982年在河流中進行的 直徑為3m的河流抽水試驗,以及1988年在海底安裝的直徑為1. 5m,裝機容量3. 5kW的達里厄海流機組, 該裝置連續運行了近1年的時間。  

    90年代以來,歐共體和中國均開始計劃建造海流能示范應用電站。中國的“八五”、“九五”科技攻關均對 海流能進行連續支持。目前,哈爾濱工程大學正在研建75kw的海流電站。意大利在歐共體“焦爾”計劃支持 下,已完成40kw的示范裝置,并與中國合作在舟山地區開展了聯合海流能資源調查,計劃開發140kW的示 范電站。英國、瑞典和德國也在“焦爾”計劃的支持下,從1998年開始,正在研建300kw的海流能商業示范電 站。目前正在進行方案對比分析,包括一個直徑為15m的單轉子方案和二個直徑為10. 5m的雙轉子方案。  

    海流能利用研究在透平設計制造、裝置的海水防腐、水下安裝與錨定、固定等技術方面均有很大進展。海 流透平的能量轉換效率已超過30%。中國主要利用船舶技術開發浮體懸吊式裝置,英國等主要是借用風力 發電技術開發海底固定式水平軸裝置。 

    3.4.2鹽差能  

    鹽差能的研究以美國、以色列的研究為先,中國、瑞典和日本等也開展了一些研究。但總體上,鹽差能研 究還處于實驗室試驗水平,離示范應用還有較長的路程。 

    70年代至80年代,以色列和美國的科學家對水壓塔和強力滲透系統均進行了實驗研究,中國西安冶金 建筑學院也于1985年對水壓塔系統進行了試驗研究。上水箱高出滲透器約10m,用30kg干鹽可以工作8- 14h,發電功率為0.9-1.2w。此外,在美還進行了滲析電池的研究。 

    鹽差能開發的技術關鍵是膜技術。除非半透膜的滲透流量能在目前水平的基礎再提高一個數量級,并且 海水可以不經預處理。否則,鹽差能利用難以實現商業化。 4海洋能利用的前景及對我國發展策略的建議  

    海洋被認為是地球上最后的資源寶庫,也被稱作為能量之海。 21世紀海洋將在為人類提供生存空間、食 品、礦物、能源及水資源等方面發揮重要作用,而海洋能源也將扮演重要角色。從技術及經濟上的可行性,可 持續發展的能源資源以及地球環境的生態平衡等方面分析,海洋能中的潮汐能作為成熟的技術將得到更大 規模的利用;波浪能將逐步發展成為行業,近期主要是固定式,但大規模利用要發展漂浮式;可作為戰略能源 的海洋溫差能將得到更進一步的發展,并將與開發海洋綜合實施,建立海上獨立生存空間和工業基地相結 合;潮流能也將在局部地區得到規?;瘧谩?nbsp; 

    潮汐能的大規模利用涉及大型的基礎建設工程,在融資和環境評估方面都需要一個相當長的過程。大型 潮汐電站的研建往往需要幾十年,甚至上百年的過程。因此,應重視對可行性分析的研究。目前,還應重視對 機組技術的研究。在投資政策方面,可以考慮中央、地方及企業聯合投資,也可參照風力發電的經驗,在引進 技術的同時,由國外貸款。  

    波浪能在經歷了十多年的示范應用過程后,正穩步向商業化應用發展,且在降低成本和提高利用效率方 面仍有很大技術潛力。依靠波浪技術、海工技術以及透平機組技術的發展,波浪能利用的成本可望在6-10 年左右的時間內,在目前的基礎上下降2-4倍,達到成本低于每千瓦裝機容量:萬元人民幣的水平。 

    目前,日本和歐共體各國已開始了新一輪的波能技術競爭,這種競爭估計在今后5年內會更加明顯。與 70年代波能熱潮中大張旗鼓的宣傳不同,日本和歐共體正在進行的項目都更注重技術上的實用性和商業行 為。我國在波能技術方面與國外先進水平差距不大??紤]到波能豐富地區的資源是中國的5-10倍,以及中 國在制造成本上的優勢,發展外向型的波能利用行業大有可為,并且已在小型航標燈用波浪發電裝置方面有 良好的開端。因此,當前應加強百千瓦級機組的商業化工作,經小批量推廣后,再根據歐洲的波能資源,設計 制造出口型的裝置。由于資源上的差別,中國的百千瓦級裝置,經過改造,在歐洲則可達到兆瓦級的水平,單位千瓦的造價可望下降2-3倍。  

    從21世紀的觀點和需求看,溫差能利用應放到相當重要的位置,與能源利用、海洋高技術和國防科技綜 合考慮。海洋溫差能的利用可以提供可持續發展的能源、淡水、生存空間并可以和海洋采礦與海洋養殖業共 同發展,解決人類生存和發展的資源問題。需要安排開展的研究課題為:基礎方面,重點研究低溫差熱力循環 過程,解決高效強化傳熱及低壓熱力機組以及相應的熱動力循環和海洋環境中的載荷問題。建立千瓦級的實 驗室模擬循環裝置并開展相應的數值分析研究,提供設計技術;在技術項目方面,應盡早安排百千瓦級以上 的綜合利用實驗裝置,并可以考慮與南海的海洋開發和國土防衛工程相結合,作為海上獨立環境的能源、淡 水以及人工環境(空調)和海上養殖場的綜合設備。  

    中國是世界上海流,能量資源密度最高的國家之一,發展海流能有良好的資源優勢。海流能也應先建設百 干瓦級的示范裝置,解決機組的水下安裝、維護和海洋環境中的生存問題。海流能和風能一樣,可以發展“機 群”,以一定的單機容量發展標準化設備,從而達到工業化生產以降低成本的目的。 

    綜上所述,中國的海洋能利用,近期應重點發展百千瓦級的波浪、海流能機組及設備的產業化;結合工程 項目發展萬千瓦級潮汐電站;加強對溫差能綜合利用的技術研究,中、長期可以考慮的是,萬千瓦級溫差能綜 合海上生存空間系統,中大型海洋生物牧場。必須強調的是,海洋能的利用是和能源、海洋、國防和國土開發 都緊密相關的領域,應當以發展和全局的觀點來考慮。這一點尚未得到應有的重視。

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