對(duì)遠(yuǎn)離大陸的海島或深海裝置來(lái)說(shuō)，解決“有無(wú)”的問題比“貴賤”的問題更重要。
前段時(shí)間，我國(guó)自主研發(fā)的漂浮式波浪能發(fā)電裝置“南鯤號(hào)”投入試運(yùn)行。
這是中國(guó)首臺(tái)，也是世界首臺(tái)兆瓦級(jí)漂浮式波浪能發(fā)電裝置。
什么是波浪能發(fā)電裝置？
這個(gè)“巨型充電寶”有何戰(zhàn)略意義？
01 突 破
眾所周知，節(jié)能減排大背景下，世界各國(guó)都在大力發(fā)展新能源。
水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電就是當(dāng)前典型的代表。
其實(shí)，還有一種方式，就是海洋能。
海洋占據(jù)地球表面面積的71%，蘊(yùn)含豐富的能量，比如潮汐能、波浪能、海洋溫差能和海水鹽差能等。
剛剛試運(yùn)行的“南鯤號(hào)”，就是利用“波浪能”來(lái)進(jìn)行發(fā)電。
波浪能，從字面含義不難理解，就是利用海洋波浪來(lái)發(fā)電。
波浪能發(fā)電裝置有很多種，原理基本一致，即先通過(guò)波浪能捕捉裝置將波浪能吸收，再通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將波浪能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定輸出的機(jī)械能，最后利用發(fā)電裝置將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。
波浪能發(fā)電方式
專家粗略計(jì)算后，1平方公里海面能產(chǎn)生20萬(wàn)千瓦的能量，由此計(jì)算全球波浪能儲(chǔ)量約為25億千瓦。
我國(guó)近海海域波浪能的儲(chǔ)量大概是1.5億千瓦，其中能夠被直接開發(fā)利用的儲(chǔ)量達(dá)到了2300-3500萬(wàn)千瓦。
海洋中無(wú)風(fēng)三尺浪，有風(fēng)浪滔天，波浪能基本上屬于“取之不竭”的。
早在1940年代，日本就開始研究波浪能發(fā)電。
中國(guó)于1980年代開始研究，目前是全球主要的“波浪能”研究開發(fā)的國(guó)家之一。
我國(guó)波浪能公開與專利申請(qǐng)量情況
2000年，廣州能源研究所在廣東汕尾研發(fā)建設(shè)了首座100千瓦岸式振蕩水柱電站，實(shí)現(xiàn)了并網(wǎng)發(fā)電。
目前看，波浪能發(fā)電已從理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，但要投用并產(chǎn)生實(shí)際效果，還需要攻克兩個(gè)難點(diǎn)。
這也是“南鯤號(hào)”的突破之處。
第一個(gè)突破點(diǎn)，是效率。
雖然大海之上的波浪經(jīng)久不息，但也不是持續(xù)穩(wěn)定的。
此外，波浪能經(jīng)過(guò)三級(jí)能量轉(zhuǎn)換才可轉(zhuǎn)化為電能，能量損失較高。
也正因如此，此前的波浪能發(fā)電裝置，容量不過(guò)幾百千瓦。
為了提高效率、擴(kuò)大容量，“南鯤號(hào)”先在外形上做了創(chuàng)新，“三邊形“的設(shè)計(jì)可以盡可能地“接收”海浪。
再者，“南鯤號(hào)”采用自適應(yīng)波浪發(fā)電技術(shù)，針對(duì)波浪大小自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組。
最后，我國(guó)自研的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將波浪能整體轉(zhuǎn)換效率提升至22%。
“南鯤號(hào)”
“南鯤號(hào)”平面面積超過(guò)3500平方米，重超4000噸，滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，一天發(fā)電24000度，可以滿足3500戶家庭一天的用電需求。
第二個(gè)突破點(diǎn)，是可靠。
設(shè)備身處海洋，既要抵御臺(tái)風(fēng)之狂飆，又要預(yù)防海水之腐蝕。
“南鯤號(hào)”可以自動(dòng)向內(nèi)部注水，增加裝置重量使其下沉，這樣就可以抵御16級(jí)的超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。
針對(duì)海洋環(huán)境存在的高溫、高濕、高鹽霧挑戰(zhàn)，“南鯤號(hào)”也做了特殊設(shè)計(jì)。
效率高，可靠性強(qiáng)，“南鯤號(hào)”的實(shí)用性大大增強(qiáng)。
02 算 賬
技術(shù)問題解決了，波浪能發(fā)電還面臨成本問題。
現(xiàn)階段，波浪能的發(fā)電成本比常規(guī)的火力發(fā)電高出不少。
2021年國(guó)內(nèi)各種發(fā)電方式的成本比較
此外，“南鯤號(hào)”雖然未公布具體造價(jià)，但想必也不便宜。
綜合成本的問題，已經(jīng)成為普及和大規(guī)模利用波浪能發(fā)電的最大障礙。
發(fā)展波浪能發(fā)電裝置，還有必要嗎？
答案是肯定的。
其一，波浪能發(fā)電是全球大趨勢(shì)。
根據(jù)國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，目前全世界正在籌備當(dāng)中的潮汐能和波浪能項(xiàng)目達(dá)到3吉瓦，也就是3000兆瓦，是這次“南鯤號(hào)”單體規(guī)模的數(shù)千倍。
全球潮汐能和波浪能項(xiàng)目
分析咨詢公司Astute Analytica發(fā)布最新報(bào)告指出，2022年全球波浪和潮汐能市場(chǎng)收入為4.7781億美元，預(yù)計(jì)到2031年將實(shí)現(xiàn)收入突破約100億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為43%。
我國(guó)已經(jīng)累計(jì)生產(chǎn)了600多臺(tái)“波浪能”發(fā)電裝置，并在我國(guó)近海海域累計(jì)部署了600多臺(tái)，還出口到了日本等國(guó)家。
這一行業(yè)趨勢(shì)和藍(lán)海市場(chǎng)，中國(guó)不應(yīng)該缺席。
其二，成本降低有路徑可循。
雖然現(xiàn)在波浪能發(fā)電的成本還比較高，但是，隨著技術(shù)的迭代、規(guī)模的擴(kuò)大，成本將會(huì)進(jìn)一步降低。
其三，支撐海洋產(chǎn)業(yè)體系。
電力是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)。
有了波浪能發(fā)電裝置，海水淡化和水處理、海上制氫、深海養(yǎng)殖等海洋產(chǎn)業(yè)體系有了強(qiáng)有力的支撐。
就拿海上養(yǎng)殖來(lái)說(shuō)，要想從近海走向深海，沒有電力是不行的。
在距離廣東桂山島20分鐘快艇行程的海上，矗立著一座“海上堡壘”。
“澎湖號(hào)”
這艘名為“澎湖號(hào)”的大船，長(zhǎng)60米、寬28米、高16米，是我國(guó)首個(gè)半潛式波浪能養(yǎng)殖旅游平臺(tái)。
這個(gè)平臺(tái)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化養(yǎng)魚，還具備20人的居住空間，搭載海水淡化、污水處理、熱水器、空調(diào)、冰柜等生活設(shè)備。
實(shí)現(xiàn)這些功能的關(guān)鍵，就是完善的電力系統(tǒng)。
“澎湖號(hào)”搭載可再生能源裝機(jī)120千瓦，其中波浪能裝機(jī)60千瓦，太陽(yáng)能裝機(jī)60千瓦，能源自給自足，才支撐起發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游、通訊等功能。
有了電，海洋產(chǎn)業(yè)體系才能高效運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。
03 南 海
其中，成本是一個(gè)相對(duì)的概念。
對(duì)于遠(yuǎn)離大陸的海島或深海裝置來(lái)說(shuō)，解決“有無(wú)”的問題比“貴賤”的問題更重要。
經(jīng)過(guò)35年的堅(jiān)持，我國(guó)將永暑島吹填達(dá)2.8平方公里。
在這里，雷達(dá)站、燈塔、海岸防御炮臺(tái)、機(jī)場(chǎng)、碼頭、衛(wèi)星通信站、醫(yī)院、學(xué)校、商店等設(shè)施一應(yīng)俱全。
永暑島
但要知道，永暑島畢竟孤懸于中國(guó)南海，距離海南島也要1000多公里。
這就導(dǎo)致整個(gè)島嶼的電力供應(yīng)和生活補(bǔ)給難度很大。
就電力供應(yīng)而言，盡管永暑島也建設(shè)了風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施，但供電能力只能維持日常水平，時(shí)常出現(xiàn)緊張局面。
現(xiàn)在，有了“南鯤號(hào)”發(fā)電裝置，僅一臺(tái)的發(fā)電量，就足以滿足至少3500個(gè)家庭的日常用電需求。
電力充足，海水淡化、島上種植、海洋漁業(yè)等產(chǎn)業(yè)就有了保障，永暑島自給自足的生態(tài)體系，也可以逐步建立起來(lái)。
永暑島這根中國(guó)南海的“定海神針”，將更加穩(wěn)固。
