潮汐能发电成本受桎梏 发展远景被看好_4
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  今年年初,温州市抛出了一项宏伟规划――在瓯江、飞云江的浅海及滩涂区域建设温州市海洋能综合开发利用项目,而温州潮汐能电站则是其主体内容之一。根据规划,温州潮汐能电站装机容量拟定为40万千瓦,总投资335亿元,规模世界第一。

  而今,瓯飞围垦区其他功能项目已经破土动工,温州潮汐能电站也进入了预可研阶段。一位接近温州市政府层面的人士告诉记者,市领导正在与国家发改委以及国家能源局沟通,积极谋划这个问题。

  据记者多方了解,除了温州之外,浙江三门、福建八尺门以及厦门马銮湾都有筹建潮汐电站的计划。其中,浙江三门潮汐电站建设相关材料已报送至国家能源局,福建八尺门潮汐电站以及厦门马銮湾潮汐发电项目尚处于预可研阶段。

  潮汐能电站建设的小高潮给我国潮汐能开发利用带来一丝曙光。然而,业内人士坦言,虽然潮汐能是重要的可再生能源之一,但其在中国的发展前景并不如想象中明朗。就潮汐能项目规划设计而言,目前也只有华东勘探设计研究院(以下简称华东院)和中国海洋大学两家主要研究主体。

  潮汐能发展远景很好,但就国情而言,2020年之前我国潮汐能发展速度不会太快。一位不愿具名的业内人士对记者如是表示。

  难以完成的目标?

  潮汐是指海水在月球和太阳引潮力作用下所产生的周期性运动。潮汐发电的原理,就是利用潮汐形成的落差来推动水轮机,再由水轮机带动电动机发电。

  公开资料显示,我国潮汐能资源蕴藏量约为1.1亿kw,可开发总装机容量为2179万kw,年发电量可达624亿kwh,容量在500kw以上的站点共191处,可开发总装机容量为2158万kw,主要集中在福建、浙江、江苏等省的沿海地区。

  根据《可再生能源发展十二五规划》,十二五期间,我国将发挥潮汐能技术和产业较为成熟的优势,在具备条件地区,建设1-2个万千瓦级潮汐能电站和若干潮流能并网示范电站,形成与海洋及沿岸生态保护和综合利用相协调的利用体系。到2015年,建成总容量5万千瓦的各类海洋能电站,为更大规模的发展奠定基础。

  如今,十二五已过一半,然而规划中提到的万千瓦级潮汐能电站建设目前仍未能实现。据本报记者了解,2009年浙江三门启动的2万千瓦潮汐电站工程至今仍未获得国家能源局建设路条,而福建八尺门潮汐电站、厦门马銮湾潮汐发电项目以及温州潮汐能电站都处于预可研阶段,材料还未上报至国家能源局。

  新的项目不能上马,而已建的潮汐能电站总体运营情况也不容乐观。

  据了解,上世纪50年代后期,我国在东南沿海兴建了40余座小型潮汐发电站或动力站。由于没有科学研究及正规的勘测设计,不少站址选择不当,加之设备简陋、海水腐蚀等问题,多数电站在运行一段时间后就停办或废弃。

  上世纪70年代末,国家又建设了一批较大的潮汐电站,包括江厦、幸福洋、白沙口、海山等潮汐电站,总装机约近6000kw。但现在真正发电运行的仅剩江厦与海山2座潮汐电站。华东院副总工陈国海告诉本报记者。

  一位不愿透露姓名的知情人士更是告诉本报记者,海山电站目前也已处于半运营状态,除江厦潮汐电站外,其他的电站或是发展房地产,或是发展养殖业,已经纷纷转行不干了。

  综合种种情况,陈国海直言不讳地表示,十二五潮汐能发展目标完成的难度很大。

  高昂的成本

  历经二十几年风雨,而今,温岭江厦潮汐试验电站成为了一位孤独的修行者。

  据记者了解,温岭江厦潮汐试验电站是我国最大的潮汐能发电站,电站总装机3900千瓦,年平均发电量为720万千瓦时,在世界上仅次于韩国始华电站、法国朗斯潮汐电站与加拿大安娜波利斯潮汐电站,位列世界第四位。

  江厦电站站长颜建华告诉记者,自从设备技术改造与重新核定电价之后,电站经营没有出现亏损,而是处于微利状态。同时,颜建华也坦言,虽然我国的潮汐电站技术世界领先,但发电成本仍是目前阻碍潮汐能电站发展的最重要因素。

  以江厦电站为例,江厦电站枢纽由大坝、发电渠道、厂房、泄水闸、开关站等组成。电站共安装了三种型号的双向灯泡贯流式机组,总体资金投入较大。再者,潮汐发电具有波动性和间歇性,其输出功率变化大,发电机组利用率不高,间接抬高了潮汐发电成本。最后,设备常年浸泡在海水中,防腐蚀、防海生物附着还有设备的折旧都需要资金投入。

  照成本核算下来的电价很高,目前江厦的上网电价是2.58元/度,竞争不过光伏与风电。这也是近年来世界上没有上马大型潮汐电站的主要原因。颜建华说。

  据颜建华介绍,江厦的上网电价已变更过多次,2002年之前,电站的上网电价为4毛多,那时候电站划归浙江省电力公司,厂网一家,无所谓亏损。2002年之后,电力迎来市场化改革,江厦划归国电龙源,企业自负盈亏后4毛多的电价已无法维持电站正常运营,最终核算后将上网电价定在2.58元。

  而据一位接近国家能源局的人士透露,目前潮汐电站路条难以拿到的原因也是因为电站建设报价过高。此外,由于涉及电价核定问题,申报方还需同时向发改委价格司递交材料。

  现在电站单位千瓦投资约在4-5万之间,就电价而言,浙江三门的上网电价上报的是2.3元/度,静态总投资约6.8亿元。上述人士说,国家能源局也曾讨论过潮汐能电站建设能否以特许权招标的方式进行,但最终这一方式被否决。

  经济账何解?

  除了发电成本外,潮汐能电站的建设效益也引起了业内人士的深思。

  由于潮汐电站位于海湾处,围垦面积较大,往往与别的项目产生冲突。比如同样的地址,除了建潮汐电站这个选择之外,还可以选择建港口、码头或者是造船厂。从目前的投入与回报来看,建设潮汐电站一般不会是地方政府的首选。陈国海说。

  而据一位参与三门潮汐电站投资的人士透露,由于电站迟迟没有动工建设,三门县政府也开始着急,并称电站选址地还有其他投资方瞄准。

  然而,值得注意的是,潮汐电站除了电站运营之外还有一些其他的建设效益,比如围垦、水产养殖和交通旅游等。

  据颜建华介绍,除了发电之外,江厦电站建成后为当地围垦5600亩农田,可耕地4700亩,几乎相当于当时全县耕地面积的1%,围垦土地种植水稻、棉花或建果园种植柑桔的年收入超过1000万元,其库区水产养殖年产值更是在1500万元以上。

  有专家更是对江厦电站进行了环境经济学分析,结果表明:电站边际私人效益高于边际私人成本,经济上是合理的;电站边际社会效益大大高于边际社会成本,电站的环境、社会效益是良好的。

  目前江厦潮汐电站也是处于试验阶段,大规模发展的时间还未到来。总体而言,潮汐能发电是可行的、有前景的。颜建华说,现在国家对海洋功能利用也比较重视,每年也提供上亿元资金支持海洋能的研究发展。

  在陈国海看来,国家对潮汐能开发应给予如风能、太阳能等新能源开发同等的优惠条件,即给予电价上网优惠。目前潮汐能并没有出台标杆电价,国家可以制定相应的扶持政策,如税收减免和实行电价补贴等措施,以支持潮汐能进一步发展。陈国海说。

  中国主要潮汐电站表

  站名 潮差(m) 容量(MW) 投运时间

  江厦 5.1 3.21980

  白沙口 2.1 0.641978

  幸福洋 4.5 1.281989

  岳浦 3.60.151971

  海山 4.90.15 1975

  沙山 5.1 0.04 1961

  浏河 2.1 0.151976

  果子山 2.5 0.14 1977

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  国外潮汐能

  开发历史及现状

  国外利用潮汐发电始于欧洲,20世纪初德国和法国已开始研究潮汐发电。美、英、加拿大、前苏联、瑞典、丹麦、挪威、印度等国都陆续研究开发潮汐发电技术,兴建各具特色的潮汐电站,并已取得巨大成功。

  1912年德国在胡苏兴姆建成了世界上第一座潮汐电站,从此开始了将潮汐能转变为电能的历史。到了20世纪20年代,一批潮汐电站的设计方案陆续提出,如阿倍尔富拉克潮汐电站(法国,1924年)、弗列涅潮汐电站(法国,1925年)、圣-河塞潮汐电站(阿根廷,1928年)、克渥吉潮汐电站(美国,1935年)、布祖姆潮汐电站(德国,1940年)、基斯洛湾潮汐电站(俄罗斯,1939~1940年)等等,但真正付诸实施的并不多。

  1967年世界上第一座大型潮汐电站――朗斯潮汐电站在法国投入商业运行,该电站装机241万kW,电站开发方式为单库双向发电,是目前世界第二的潮汐发电工程。1968年前苏联建成基斯洛湾潮汐电站,安装了一台400kW双向贯流式水轮发电机组,开发方式为单库双向。1984年加拿大建成芬迪湾安纳波利斯中间试验潮汐电站,采用单库单向开发方式,安装1台容量为2万kW全贯流式水轮发电机组。2011年韩国始华湖潮汐电站建成发电,装机25.4万kw,目前世界第一。

  世界较大的潮汐电站至今运行正常,证明潮汐发电在技术上是可行的,可是从20世纪80年代至今,近20年来几乎没有建新的潮汐电站,主要原因是经济性和潮汐电站对其它海洋功能的影响。法国朗斯潮汐电站总的基建费用为5.7亿法郎(约1亿美元),若按1973年的实际发电量计算,每度电的成本大概是常规水力发电的2.5倍。

  我国潮汐能发展成就与趋势

  20世纪80年代以来,浙江和福建等地开展了对潮汐能资源情况的详细勘察,并依据勘察结果做出了初步开发规划。与此同时,还对若干个大中型潮汐电站建设进行了选址、勘测、设计或可行性研究等大量前期工作。经过数十年的实践,我国开发利用潮汐能的技术、设备和实践已经有较好的基础和丰富的经验积累,归纳起来主要有以下几点:

  一、因地制宜采取不同工程措施,形成各具特色的多种潮汐能开发方式,延长潮汐电站发电时间增加发电量,缓解潮汐发电的不均匀性与用电负荷在时间分配上难以完全吻合的矛盾,改善潮汐电站的上网条件。例如江厦潮汐试验电站,因受港湾地形限制,没有条件修建双库,便对水轮发电机组进行改造,研制成功双向发电水轮发电机组,也实现了涨、落潮双向发电,并经过20多年的实际运行,证明此种开发方式,枢纽布置简单,运行管理方便。

  二、成功地在海水中和软基上建成大坝、厂房及泄水闸等海工建筑物,并长期经受台风的冲击和海水的侵蚀,频繁交替承受正、反方向水压力,经过数十年至今仍能正常运行。实践证明国内已建潮汐电站的海工建筑物技术上是成功的,采用这些海工建筑物结构型式来开发利用潮汐能技术上是可行的。

  三、江厦潮汐试验电站成功研制了具有正反向发电、正反向泄水、正反向抽水功能的贯流灯泡式水轮发电机组,采用了多项新技术,如机组六工况自动控制系统、水轮机导叶双调节、正反向推力轴承及正反向滑动轴承、发电机无刷励磁技术、阴极保护及电解海水防污新技术等等,为进一步研制新型更大容量的潮汐发电机组积累了经验。

  四、泥沙淤积是关系潮汐电站建设成败的又一要害问题。初期建设的小型潮汐电站,如高塘、汛桥等电站,由于缺乏经验,选址不当,运行数年即因淤积严重而停运。但在后来潮汐电站建设中吸取了以往的教训,特别注意调查研究泥沙淤积问题,选择站址时认真收集泥沙资料,分析泥沙淤积的可能性及严重程度,采取防淤清淤措施,使后来建设的潮汐电站运行多年,泥沙淤积并不严重。

  五、经过多年潮汐电站的运行管理,积累了对海工建筑物的维修和保养、潮汐发电机组及其附属设备的运行和检修、潮汐资料的积累及潮水位的预报、防汛抗台等丰富经验。锻炼和培养了潮汐电站的运营人才,初步形成了潮汐电站的建设和运行的职工队伍。为今后开发潮汐能资源创造了良好的条件。

  目前而言,潮汐发电的关键技术主要包括低水头、大流量、变工况水轮机组设计制造;电站的运行控制;电站与海洋环境的相互作用,包括电站对环境的影响和海洋环境对电站的影响,特别是泥沙冲淤问题;电站的系统优化,协调发电量、间断发电以及设备造价和可靠性等之间的关系;电站设备在海水中的防腐及预制沉箱的制造、拖运和沉放等。

  对于潮汐能技术来说,主要需发展对环境友好、低运行成本和低维护成本的潮汐能并网发电系统。潮汐能技术的发展方向和发展趋势为:

  开展新型潮汐能开发方式研究。近海潮汐发电在距离海岸线数千米的浅滩用毛石等堆砌防波堤形成蓄水库,涨潮蓄水发电,落潮发电泄水。这种开发模式无须占用宝贵的天然港口、海湾、多功能岸线、不妨碍航行,也不会影响生态环境。也可以考虑和岸线治理、海岛综合开发、促淤围垦加速土地资源储备、海上风电等联合开发。

  开展低成本电站建设研究,降低发电成本。合理选择潮汐机组参数,使得综合性价比最优;开展替代材料研究,挖掘降低造价的潜力;开展新型施工方法研究,以减少土建投资。

  完善提高小型潮汐电站开发技术,推进发电机组的设计定型,形成系列产品,降低造价,以利于小型潮汐电站大规模推广。

  继续对几座10MW级的潮汐电站进行勘测设计、方案论证及施工前的准备工作,争取十二五末在浙江和福建各建一座10MW级的潮汐电站。

  加强大型潮汐发电机组的研制工作,以推动大型潮汐发电装置技术的发展。

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