7月底，浙江舟山，臺(tái)風(fēng)過(guò)境。雨后第一天，一輛小船從岱山縣秀山島向南出發(fā)，載著黃強(qiáng)和同事前往一處海上平臺(tái)。平臺(tái)位于稻桶山島與青山島之間，狀似一把橫臥海面的提琴。

黃強(qiáng)的工作是平臺(tái)的維護(hù)檢修。更多時(shí)候，他要在秀山島的數(shù)據(jù)中心檢視這把“提琴”的工作情況。“平臺(tái)是架設(shè)在海床上的，水下部分超過(guò)20米，有九層樓高，其中渦輪半徑就有7.5米，特別壯觀。”黃強(qiáng)告訴《中國(guó)新聞周刊》，他上崗兩年以來(lái)，幾乎每月都要接待前來(lái)訪問(wèn)的國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者。

“提琴”其實(shí)是LHD海洋潮流能電站的發(fā)電機(jī)組，由杭州林東新能源科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“林東新能源”)研發(fā)建設(shè)。它是全國(guó)首臺(tái)兆瓦級(jí)潮流能發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量居全球首位。截至今年7月底，該電站已連續(xù)運(yùn)行超98個(gè)月，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間打破世界紀(jì)錄，總并網(wǎng)電量超861萬(wàn)千瓦時(shí)。

潮流能即潮汐漲落的水流動(dòng)能，是海洋能的一種，也是重要的可再生能源。今年2月，自然資源部、國(guó)家發(fā)展改革委等聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)海洋能規(guī)模化利用的指導(dǎo)意見》 (以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見》)，明確提出要聚焦海洋能規(guī)模化利用，培育打造海洋領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力。其中，潮流能、波浪能是重點(diǎn)發(fā)展方向。

國(guó)家海洋技術(shù)中心研究員、海洋能項(xiàng)目管理辦公室副主任王冀向《中國(guó)新聞周刊》表示，以潮流能、波浪能為代表的海洋能發(fā)電項(xiàng)目已進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展的推動(dòng)期。但多位受訪者認(rèn)為，海洋能也遇到了成本高、上網(wǎng)電價(jià)昂貴、政策起步慢等問(wèn)題。目前，科研院所和企業(yè)都在尋找海洋能盡快走出“新手村”，突破規(guī)模化瓶頸的“鑰匙”。

許多實(shí)驗(yàn)在“泳池”里完成

在杭州市濱江區(qū)，林東新能源總部有個(gè)展廳，LHD發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在此匯集。下午三點(diǎn)半，舟山附近海域開始漲潮，監(jiān)控鏡頭里，水下渦輪由平潮時(shí)的靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，逐漸加快。發(fā)電機(jī)功率曲線上揚(yáng)，幾秒鐘內(nèi)從0漲到78千瓦。新一輪的潮流發(fā)電開始了。

“這臺(tái)機(jī)組今日的發(fā)電功率峰值是1317千瓦，今天的總發(fā)電量累計(jì)3804千瓦時(shí)。發(fā)電功率和發(fā)電量與潮水的周期性密切相關(guān)，一次電量高峰一般橫跨6個(gè)小時(shí)，每天有兩個(gè)這樣的峰。”曾做牛肉干起家，如今擔(dān)任杭州林東新能源董事長(zhǎng)兼總工程師的林東向《中國(guó)新聞周刊》介紹。

林東所指的機(jī)組是2022年2月下海并網(wǎng)的LHD第四代發(fā)電機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)”，裝機(jī)功率1.6兆瓦，至今累計(jì)發(fā)電量超過(guò)550萬(wàn)千瓦時(shí)，已成為主力。2016年7月，LHD第一代機(jī)組下海，一個(gè)月后并入國(guó)家電網(wǎng)。經(jīng)過(guò)不斷技術(shù)迭代，第二代、第三代機(jī)組于2018年先后下海發(fā)電。目前，第三代機(jī)組仍在運(yùn)行，6年多來(lái)累計(jì)發(fā)電超130萬(wàn)千瓦時(shí)。

人類最早認(rèn)識(shí)的海洋能其實(shí)是潮汐能。中國(guó)海洋大學(xué)山東省海洋工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任史宏達(dá)告訴《中國(guó)新聞周刊》，海洋能包括潮汐能、潮流能、波浪能、溫差能、鹽差能等。潮汐能即利用潮汐漲落時(shí)的勢(shì)能差發(fā)電。潮流能發(fā)電類似風(fēng)電。波浪能綜合利用水的動(dòng)能和勢(shì)能。以上三種均已有工程實(shí)踐，但潮汐能已不是研發(fā)重點(diǎn)。

王冀指出，中國(guó)已掌握攔壩式潮汐能發(fā)電、發(fā)電機(jī)組制造及電站運(yùn)行等關(guān)鍵技術(shù)，而潮汐能之所以逐漸“隱退”，源于其資源利用的模式。史宏達(dá)解釋，潮汐發(fā)電一般需筑壩，利用壩內(nèi)外水位差發(fā)電。要實(shí)現(xiàn)可觀功率，就需提高流量，這意味著要在海灣圍筑一個(gè)很大的水庫(kù)。

“但是中國(guó)沿海人口太多了，潮汐能雖然原理可靠、技術(shù)可及，但開發(fā)不太符合國(guó)情。”史宏達(dá)指出，在大部分沿海地區(qū)，若整段海岸線被圍住用于開發(fā)潮汐能，會(huì)影響其他海上工程和項(xiàng)目。

潮流能工程則一般坐落于島嶼峽間水流速度高的地方，對(duì)近海開發(fā)影響較小。浙江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授、機(jī)電控制技術(shù)與工程研究所所長(zhǎng)劉宏偉向《中國(guó)新聞周刊》介紹，潮流能規(guī)律性強(qiáng)，可借鑒風(fēng)電原有的技術(shù)儲(chǔ)備，發(fā)展最為快速。潮流能受海上天氣影響也較小，林東表示，7月底的臺(tái)風(fēng)天里，LHD的日發(fā)電功率波動(dòng)不到10%。

不過(guò)，這也意味著，廣闊的平靜海面上，潮流能利用可能受限，但波浪能不會(huì)。史宏達(dá)表示，所謂無(wú)風(fēng)不起浪，波浪能廣泛存在于海面，若能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可靠利用，對(duì)遠(yuǎn)海開發(fā)、科考等意義重大。這也是《指導(dǎo)意見》將潮流能和波浪能作為發(fā)展重點(diǎn)的主要原因。

但向大海要電并非易事。2009年，林東聯(lián)合流體力學(xué)、材料學(xué)領(lǐng)域另外兩位海外專家，在美國(guó)加利福尼亞州成立了美國(guó)LHD科技公司。林東自己擁有工商管理、能源開發(fā)與管理碩士學(xué)位，把LHD稱為“兩個(gè)半科學(xué)家”組成的團(tuán)隊(duì)。那時(shí)，林東幾乎抱著“鬧著玩”的心態(tài)，以每年50萬(wàn)美金的投入摸索潮流能發(fā)電的技術(shù)路線，許多實(shí)驗(yàn)都在“泳池”，也就是自建的環(huán)形水道里完成。

林東回憶，那時(shí)潮流能發(fā)電還是非常前沿的領(lǐng)域，沒(méi)有國(guó)家完全走通技術(shù)路徑。2008年，英國(guó)在北愛爾蘭安裝了世界上第一臺(tái)商業(yè)化并網(wǎng)的潮流能發(fā)電機(jī)SeaGen，功率1.2兆瓦。SeaGen于2016年就進(jìn)入了退役階段，被后續(xù)更高效的渦輪技術(shù)取代。

據(jù)測(cè)算，中國(guó)可開發(fā)利用的潮流能資源理論平均功率近1400萬(wàn)千瓦，一半以上分布在浙江省。史宏達(dá)介紹，歐洲北部是全球波浪能、潮流能最豐沛的區(qū)域，中國(guó)在資源上其實(shí)不占優(yōu)勢(shì)，雖然海域廣闊，但能流密度低。因此，國(guó)內(nèi)潮流能的利用需要更高的技術(shù)水平，以實(shí)現(xiàn)低流速發(fā)電。

2024年9月，國(guó)際能源署發(fā)布全球海洋能二十大亮點(diǎn)工程，LHD項(xiàng)目入選。王冀表示，潮流能已成為國(guó)際海洋能規(guī)模化發(fā)展重點(diǎn)方向。英國(guó)亞特蘭蒂斯公司開發(fā)的MeyGen潮流能發(fā)電項(xiàng)目設(shè)計(jì)裝機(jī)398兆瓦，首期4臺(tái)1.5兆瓦機(jī)組已于2016年11月并網(wǎng)發(fā)電。波浪能國(guó)際上也多有工程應(yīng)用示范。多位受訪者的共識(shí)是，中國(guó)潮流能、波浪能應(yīng)用的技術(shù)水平已在國(guó)際第一梯隊(duì)，“別人能做的我們都能做”。

劉宏偉團(tuán)隊(duì)從2004年開始研究潮流能發(fā)電技術(shù)，并于2014年在浙江大學(xué)摘箬山海洋科技示范島先后建成60千瓦、120千瓦、650千瓦潮流能機(jī)組，并建成國(guó)內(nèi)首個(gè)漂浮式潮流能試驗(yàn)電站。

王冀指出，相比潮流能，波浪能發(fā)電的技術(shù)路線還很多樣。按照國(guó)際通用的技術(shù)成熟度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，潮汐能屬于9級(jí)，也就是最高級(jí)，代表已可以商業(yè)化。潮流能為8—9級(jí)，處于商業(yè)化前期，而波浪能總體評(píng)價(jià)處于7—8級(jí)，代表其處在從工程化應(yīng)用向規(guī)模化應(yīng)用發(fā)展的過(guò)程中。

“中國(guó)雖在海洋能重大關(guān)鍵技術(shù)上取得了一定突破，在潮流能、波浪能領(lǐng)域已具備規(guī)模化開發(fā)資源條件和技術(shù)基礎(chǔ)，但示范工程總體規(guī)模偏小，發(fā)電成本較高，持續(xù)運(yùn)維壓力較大。”王冀認(rèn)為，目前海洋能突破的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行電站的“由少變多、由小變大”。

中國(guó)首臺(tái)兆瓦級(jí)潮流能發(fā)電機(jī)組“奮進(jìn)號(hào)” 圖/受訪者提供

“小浪不發(fā)電，大浪易損壞”

LHD潮流能電站目前并入華東電網(wǎng)，兩臺(tái)機(jī)組一年發(fā)電量近190萬(wàn)千瓦時(shí)。而這部分電能只占國(guó)內(nèi)新能源發(fā)電總量的極少一部分。

林東表示，以1.6兆瓦的LHD第四代機(jī)組為例，至今發(fā)電超過(guò)550萬(wàn)千瓦時(shí)，如果下水一萬(wàn)臺(tái)，累計(jì)發(fā)電量將達(dá)到550億千瓦時(shí)。而舟山市全年社會(huì)用電約200億千瓦時(shí)，也就是說(shuō)，一萬(wàn)臺(tái)機(jī)組才勉強(qiáng)滿足舟山三年的用電量。

而國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2024年全國(guó)風(fēng)電發(fā)電量9916億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的近10%。史宏達(dá)指出，“十五五”期間，海洋能技術(shù)研發(fā)的首要目標(biāo)就是增大容量。風(fēng)力發(fā)電在步入兆瓦級(jí)階段后便走上了快速發(fā)展的道路，海洋能下一步也應(yīng)以單臺(tái)兆瓦級(jí)以上的裝機(jī)容量為目標(biāo)。

實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的突破究竟有多難？2010年時(shí)，林東團(tuán)隊(duì)的研究有了眉目，計(jì)算和測(cè)試數(shù)據(jù)都指向一個(gè)結(jié)果：潮流能發(fā)電有技術(shù)可行性。但經(jīng)濟(jì)可行性還是一團(tuán)迷霧。下定決心將成果帶回國(guó)后，林東算了筆賬，與硅谷時(shí)期的小打小鬧不同，回國(guó)研發(fā)至少要有兩個(gè)億的資金儲(chǔ)備。他開始不斷審視自己的技術(shù)路徑。

2012年回國(guó)后，林東在千島湖畔建立了LHD模擬洋流能大型戶外實(shí)驗(yàn)室。“相當(dāng)于挖一個(gè)水槽，模擬各種海洋環(huán)境，先花掉兩千多萬(wàn)。”林東的計(jì)劃是，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不大好，就再反復(fù)打磨幾年。沒(méi)想到數(shù)據(jù)非常好，僅兩年后，LHD潮流能發(fā)電機(jī)組就迅速在舟山開建。

林東坦言，他的經(jīng)歷多少有些運(yùn)氣成分，也許其他企業(yè)很難復(fù)刻。

對(duì)于波浪能，史宏達(dá)將其上規(guī)模的瓶頸總結(jié)為“小浪不發(fā)電，大浪易損壞”。太小的波浪想要獲能很困難，而大浪的情況下，波浪能裝置的“生存”又成問(wèn)題。“要‘生存’，就要附加額外的技術(shù)和設(shè)施，會(huì)抬高造價(jià)。但安全開銷又不能不花，即使裝置工作的幾年里只遇到一次臺(tái)風(fēng)，在臺(tái)風(fēng)下的可靠性也必須保證。波浪能造價(jià)高的問(wèn)題短期內(nèi)還很難解決。”史宏達(dá)說(shuō)。

他還提到，國(guó)內(nèi)的工程建造水平近年有了迅猛發(fā)展，但和國(guó)際水平仍有差距。除了加工精密程度外，一些關(guān)鍵材料，例如抗腐蝕、抗附著、抗疲勞等指標(biāo)過(guò)硬的材料仍依賴進(jìn)口。這方面的研發(fā)很難一蹴而就。

對(duì)潮流能來(lái)說(shuō)，成本更多來(lái)自海上工程。劉宏偉指出，其實(shí)潮流能機(jī)組的硬件成本并不高。和風(fēng)電機(jī)組類似，容量足夠大的前提下，單位千瓦裝機(jī)成本可以控制在一萬(wàn)元以下。真正昂貴的是海樁，或漂浮式平臺(tái)的建設(shè)和運(yùn)維，以及未來(lái)往深遠(yuǎn)海發(fā)展后，電力的傳輸成本。這也是整個(gè)行業(yè)的共同痛點(diǎn)。海上基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定可靠及其低成本對(duì)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展至關(guān)重要。

在王冀看來(lái)，國(guó)內(nèi)海洋能正處于向規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化邁進(jìn)的最關(guān)鍵階段，部分關(guān)鍵核心技術(shù)亟待突破，裝備可靠性和經(jīng)濟(jì)性有待加強(qiáng)，仍需進(jìn)一步促進(jìn)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、迭代升級(jí)。

“LHD第一代機(jī)組的度電成本是106元，到第三代就降到了8.45元。第四代機(jī)組的度電成本目前測(cè)算是1.1元，預(yù)計(jì)再迭代兩次，成本就能壓縮到0.3元以下，低于火電。這樣就真正為大規(guī)模建設(shè)做貢獻(xiàn)了。”林東說(shuō)。目前，LHD的臨時(shí)電價(jià)為每度電2.58元，參考了江廈電站潮汐能的電價(jià)。

電力上網(wǎng)是個(gè)更復(fù)雜的問(wèn)題。史宏達(dá)表示，上網(wǎng)要和電力部門協(xié)商，滿足電網(wǎng)的功率、電壓、頻率、波動(dòng)性等要求。“目前的海洋能電價(jià)相較風(fēng)電和光伏還不具備競(jìng)爭(zhēng)力。”

借“風(fēng)”出海

劉宏偉團(tuán)隊(duì)建設(shè)的潮流能試驗(yàn)電站目前機(jī)組狀況一切正常，可以發(fā)電，學(xué)生也經(jīng)常用這些機(jī)組做實(shí)驗(yàn)。由于是試驗(yàn)電站，沒(méi)有指導(dǎo)電價(jià)，運(yùn)維成本制約了機(jī)組的長(zhǎng)期運(yùn)行。

劉宏偉認(rèn)為，要快速實(shí)現(xiàn)海洋能商業(yè)化，國(guó)家扶持是必須的。“只要有合適的電價(jià)，現(xiàn)有的試驗(yàn)電站就能搖身一變成為并網(wǎng)示范電站，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的同場(chǎng)競(jìng)技、良性發(fā)展。現(xiàn)在就差臨門一腳。”

《指導(dǎo)意見》提出力爭(zhēng)到2030年，海洋能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到40萬(wàn)千瓦，建成一批海島多能互補(bǔ)電力系統(tǒng)和海洋能規(guī)模化示范工程，培育一批具有較強(qiáng)技術(shù)研發(fā)能力和全球競(jìng)爭(zhēng)力的海洋能規(guī)模化開發(fā)利用企業(yè)。

“現(xiàn)在能長(zhǎng)期并網(wǎng)發(fā)電的只有我們一家，政策不會(huì)單獨(dú)為我們傾斜。”林東坦言。根據(jù)《中華人民共和國(guó)增值稅暫行條例》，新能源發(fā)電項(xiàng)目在銷售電力時(shí)需繳納增值稅。林東指出，火電的增值稅稅率為13%，光伏和風(fēng)電作為清潔能源，已基本實(shí)現(xiàn)50%的即征即退，實(shí)際增值稅為6.5%，而小型水電項(xiàng)目只收取3%。由于各項(xiàng)優(yōu)惠政策里沒(méi)有海洋能，海洋能的增值稅仍按照火電的13%收取。

“歸根結(jié)底還是它太新了，一切才剛起步。”林東說(shuō)。

在史宏達(dá)看來(lái)，海洋能發(fā)展與國(guó)家政策緊密關(guān)聯(lián)，歐洲地區(qū)由于很早就落地了碳交易、碳補(bǔ)貼政策，可再生能源電力能獲得的補(bǔ)貼相當(dāng)可觀。“國(guó)內(nèi)海洋能電力還沒(méi)有專門的補(bǔ)貼，但總是有辦法的。”多位受訪者指出，國(guó)內(nèi)海洋能發(fā)展需要走攤低成本的道路。如何攤低？史宏達(dá)給出了四個(gè)字：同場(chǎng)開發(fā)。

近幾年，國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電發(fā)展勢(shì)頭迅猛。2022 年起，海上風(fēng)電項(xiàng)目不再納入中央財(cái)政補(bǔ)貼范疇，基本實(shí)現(xiàn)了平價(jià)上網(wǎng)。因此“風(fēng)浪同場(chǎng)”成為海洋能發(fā)展的重要契機(jī)。史宏達(dá)介紹，與通過(guò)自身技術(shù)迭代降低成本不同，攤低成本意味著共用現(xiàn)有海上工程結(jié)構(gòu)。對(duì)于漂浮的風(fēng)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，波浪能裝置能吸收波浪能量，減少其對(duì)機(jī)組的沖擊，提高安全性，這部分能量還能用于波浪能發(fā)電，形成雙贏。

劉宏偉團(tuán)隊(duì)也在研究深遠(yuǎn)海綜合能源開發(fā)。他指出，最容易想到的，也是現(xiàn)在研究的大趨勢(shì)，就是與漁業(yè)、制氫等行業(yè)的共同開發(fā)。風(fēng)漁同場(chǎng)開發(fā)、風(fēng)電制氫已有應(yīng)用案例。劉宏偉希望潮流能也能和這些行業(yè)結(jié)合，不僅完成海島供電，還能制淡水、制氫等，實(shí)現(xiàn)海島的多資源聯(lián)供。

史宏達(dá)與坐落于蘇格蘭的歐洲海洋能源中心(EMEC)有著十多年的合作交流。他指出，EMEC建有一個(gè)潮流能、一個(gè)波浪能發(fā)電的海上電廠，但它沒(méi)有任何自研的海洋能裝置，僅對(duì)來(lái)自歐洲的海洋能裝置進(jìn)行測(cè)試，過(guò)程中產(chǎn)生的電力同樣用于并網(wǎng)。目前，史宏達(dá)和團(tuán)隊(duì)正在青島齋堂島海域建設(shè)“海洋能海上綜合試驗(yàn)場(chǎng)”。“希望它未來(lái)能成為CMEC，即中國(guó)海洋能源中心。”史宏達(dá)稱。

“齋堂島試驗(yàn)場(chǎng)已初具規(guī)模，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。”史宏達(dá)坦言，測(cè)試平臺(tái)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。不測(cè)試就不知道年發(fā)電量，就無(wú)法計(jì)算投入產(chǎn)出比，風(fēng)險(xiǎn)就難以量化，企業(yè)界就無(wú)法判斷是否值得投資。在史宏達(dá)看來(lái)，中國(guó)海洋能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系還不完備，而這是一個(gè)行業(yè)共識(shí)形成的過(guò)程。

王冀所在的國(guó)家海洋技術(shù)中心作為 “國(guó)家隊(duì)”，已建設(shè)威海、舟山、珠海和三亞4個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)區(qū)，形成了“北東南、淺海+深遠(yuǎn)海”的國(guó)家級(jí)海上試驗(yàn)場(chǎng)，2022年，中心成為國(guó)內(nèi)首個(gè)具備波浪能、潮流能發(fā)電裝置功率特性和電能質(zhì)量特性檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證資質(zhì)的機(jī)構(gòu)。王冀表示，從測(cè)試能力來(lái)說(shuō)，中心已具備從原理樣機(jī)到工程試驗(yàn)的全鏈條測(cè)試服務(wù)。

林東新能源接下來(lái)規(guī)劃了百兆瓦級(jí)的潮流能電廠，就在LHD電站5公里外的海域，預(yù)計(jì)年發(fā)電量為2.5億千瓦時(shí)。該電廠用海面積預(yù)計(jì)為70畝，而同樣100兆瓦的光伏電站至少要用地3500畝。“前期工作都做完了，只要電價(jià)政策下來(lái)，我們立刻可以開工建設(shè)。”

深遠(yuǎn)海藏著林東更大的野心。全球第二大洋流“黑潮”從菲律賓北上經(jīng)過(guò)中國(guó)臺(tái)灣、東海，直達(dá)日本，其流量約為地球淡水總流量的50—60倍。“這就是家門口的‘石油’，是我們下一步的主戰(zhàn)場(chǎng)。”

“最快5年，最慢10年。”談起國(guó)內(nèi)海洋能規(guī)模化的前景時(shí)，史宏達(dá)這樣說(shuō)道。

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