■本报实习生 郭峰
近日，国务院通过了《能源发展“十二五”规划》，重点强调发展可再生能源。在这些可再生能源中，水能、风能、太阳能等近年来在我国发展迅猛，海洋能的利用则相对滞后。
就海洋能特别是潮汐能领域中的一些问题，《中国科学报》记者采访了中国可再生能源协会海洋能专业委员会委员、东北师范大学先进能源研究所所长张雪明教授。
利用技术最成熟
潮汐是在月亮和太阳引力作用下产生的地球表面海水周期性涨落潮运动。这种运动包含两种形式，一种是海水的垂直升降，也称潮汐，一种是海水水平流动，称为潮流，这两种运动一般统称为潮汐。
据相关统计，全球海洋中所蕴藏的潮汐能约有109千瓦，目前已开发的潮汐能电站总装机容量为8×108千瓦，年发电量2×1012千瓦时，约占全球潮汐能总功率的27%。调查表明，我国潮汐能蕴藏量为110吉瓦，其中可供开发的约21吉瓦，年可发电量580亿度。浙江、福建两省岸线曲折，潮差较大，潮汐能也最为丰富，两省资源占我国全部储量的80%。
“相比其他海洋能，例如波浪能、温差能、盐差能等，潮汐能利用是最成熟、最现实的。”对此，张雪明一一举例说明。
盐差能蕴藏丰富的地方一般是江河淡水的出海口，数量较少，而且这些地方大多军事意义重大且多用于航运，只有极少数地方有用盐差能发电的可能。
而我国温差能最丰富的地方是南海。但是，当地距离我国用电集中的南方工业区太远，而且难以解决海上输电问题。此外，温差发电技术瓶颈较多，世界上还没有成功的先例。
此外，我国由于外部岛链的阻挡，使得波浪能蕴藏量受到制约，波浪能平均值处于全球中等水平。张雪明告诉记者：“东部沿海每年有近一半时间波浪较小。而东南沿海虽然波浪能相对较好，但是其抗台风能力较差，在每年数次台风侵袭下波浪能设备损坏严重，所以波浪能发电在技术上也有很大困难。”
因此，和其他可再生能源相比，潮汐能的一个突出特点是发电稳定。其发电量不会产生大的波动，而且不占用农田，成本只有火电的八分之一。
面临三道坎
据了解，利用潮汐能发电有两种方式：筑坝发电和潮流能发电。筑坝发电是在近海筑一道坝聚水，利用潮差发电；潮流能发电则是把电机放在表层水下让潮流冲击叶轮发电。
据了解，我国从1958年开始研究开发潮汐能利用，各地相继建设了40多座小型潮汐能发电站。这些发电站因为设备落后、建设质量粗糙、装机容量太小，建成后运营一段时间便纷纷关停，目前还在运行的仅有3座，且处于微利或亏损运行状态。作为新能源的潮汐能发电为何进展如此缓慢？
张雪明表示：“建潮汐电站有一个前提，即该地区必须是一个特殊地形。第二个条件是潮差要高。”我国的潮差大部分地区都比较小，最高的只有5米，而国外最高的有17米。因此，我国要建一个潮汐能电站比国外难度要大得多。
潮汐发电一般是在海湾或河湾。这些地方潮流能资源虽然丰富，但往往还有其他更重要的用途，发电只是排位靠后的选项。
“发电是最次要的一个问题，首先要解决的是军事航道的安全。”张雪明说，潮汐能丰富的地方常常都是一些军用的航道，是不允许用于发电的。其次是要保证整个地方的经济发展和交通航运，保证沿海地区经济开发的要求，最后才能考虑发电的问题。
张雪明指出，潮汐发电必须要满足上述要求，才能考虑开工建设。
而当潮汐电站开始建设时，技术投资和环境保护则是面临的第二道、第三道难题。
张雪明表示：“在海洋环境下潮汐能发电会面临非常复杂的问题。例如，海水的高腐蚀度对发电设备的材料提出了极高要求，极端环境下如十二、十三级大风，能不能保证发电机组完好无损，这些都是要面对的情况。”
此外，国外环保人士对筑坝发电的环境影响一直持反对态度。他们认为，筑坝发电人为造成坝内外海水生态环境的差异，对坝里整体环境造成危害。
潮流能发电将成主流
“相对于筑坝利用潮差发电，潮流能发电对环境几乎没有影响，将是未来发展的主要趋势。”张雪明指出，潮流能发电是利用潮汐流动的力量冲击水轮机，其实质很像风力发电，只不过潮汐流动的速度偏小。而且，潮流能发电无须筑坝，只是在近海表层下面放置发电机组，一般在20米以内。
“我国潮流能丰富的地区主要是福建、浙江、山东、辽宁和台湾。而世界上潮流能最丰富的地区是大西洋海域，那里潮流流速很大。我国潮流能流速最大在每秒3米以内，英吉利海峡有的地方每秒流速可达5~6米/秒。”张雪明说。
凭借丰富的海洋能资源，大西洋周边的一些国家如英国，其潮流能技术发展最早，也最为先进。如今，英国已有几家商业公司在研发潮流能发电机，其中MCT公司在技术研发上较为领先，已研制出了兆瓦级装置。
不过，张雪明指出，在潮流能技术方面，国内和国外水平相差不大，没必要盲目引进国外设备及技术。“由于我国沿海地质环境与国外不同，引进西方的技术和设备不适合我国沿海潮流能发电。因为我国近海大陆架较浅，西方大尺寸的水轮机无法在这种水深情况下运转。”
据悉，由东北师范大学先进能源研究所承担的国家科技支撑计划“表层潮流能发电站”已进入示范阶段。这些装机容量20千瓦的潮流能发电机能够在水深0～30米、流速0.7～3米/秒的条件下工作，经过示范检验后将在四五年内推进商业化运行。
“在不远的将来，我国潮流能发电的商业化发展或将进入一个新的阶段。”张雪明说。
《中国科学报》 (2012-11-08 7 能源周刊)
