李守宏,李 鋒,王 冀,王海峰

(國家海洋技術(shù)中心 天津 300112)

我國海洋能開發(fā)用海現(xiàn)狀及發(fā)展建議

李守宏,李 鋒,王 冀,王海峰

(國家海洋技術(shù)中心 天津 300112)

近年來,我國海洋能開發(fā)蓬勃發(fā)展,海洋能發(fā)電裝置用海需求穩(wěn)步增加,給我國海域管理工作帶來了新的內(nèi)容。如何有效規(guī)范海洋能開發(fā)用海的管理程序、解決當(dāng)前海洋能項目用海審批程序復(fù)雜、海域使用金不統(tǒng)一等問題,建立完善海洋能開發(fā)用海政策體系,統(tǒng)一海洋能開發(fā)用海審批的技術(shù)方法和規(guī)范,是推動我國海洋能開發(fā)利用發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

海洋能;用海;現(xiàn)狀;建議

1 引言

隨著我國節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化戰(zhàn)略的實施,海洋能作為清潔、可永續(xù)利用、儲量豐富的可再生能源,越來越得到國家的重視。最新一輪的 《可再生能源發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》、《全國海洋功能區(qū)劃》和 《全國海島保護(hù)規(guī)劃》等國家層面的規(guī)劃均對海洋能的發(fā)展和布局作出了重要部署,海洋能開發(fā)已經(jīng)上升為國家戰(zhàn)略。近年來,在中央資金的大力支持下,大批海洋能發(fā)電裝置進(jìn)入海上發(fā)電試驗和工程示范階段,海洋能開發(fā)的海上活動蓬勃發(fā)展起來。2010年以來,海洋能開發(fā)的相關(guān)科研活動已經(jīng)遍布在沿海各地,除廣西地區(qū)外,其他沿海省份均有項目在開展;部分內(nèi)陸地區(qū)也積極參與海洋能發(fā)電裝置研發(fā)或制造,比如哈爾濱、長春、濟(jì)南、成都、宜昌、廣州等地區(qū)。海洋能項目用海少則幾公頃,多則上百公頃,用海規(guī)模日益擴(kuò)大。由于海洋能屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),在工程技術(shù)和海域使用方面具有別于傳統(tǒng)海洋能產(chǎn)業(yè)的特點,在海域空間使用和海洋環(huán)境保護(hù)方面對管理工作提出了創(chuàng)新要求。因此,開展海洋能開發(fā)的用海管理研究具有重要意義。

2 我國海洋能開發(fā)用?，F(xiàn)狀與趨勢

我國自20世紀(jì)70年代以來著手開發(fā)海洋能,成功研建了 “萬向Ⅰ”70 k W潮流能發(fā)電裝置、大管島30 k W擺式波力電站、浙江溫嶺3 900 k W江廈潮汐試驗電站等,其中的江廈潮汐電站作為當(dāng)時世界排名第三大裝機(jī)容量的潮汐電站,建成至今已成功運(yùn)行30多年。進(jìn)入21世紀(jì)以后,在國家專項資金以及有關(guān)科技計劃的支持下,波浪能、潮汐能、潮流能和多能互補(bǔ)發(fā)電裝置的海洋能開發(fā)項目相繼開展,并陸續(xù)進(jìn)入工程實施階段,海洋能項目用海面積迅速增長,并將隨著國家有關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃和具體工程的實施,用海的需求逐步增加。

2.1 我國海洋能開發(fā)用?，F(xiàn)狀

現(xiàn)階段,我國海洋能開發(fā)用海按照項目類別可以分為:潮汐電站建設(shè)用海、海洋能示范工程用海、海洋能試驗場研建用海、海洋能研究試驗用海。除潮汐電站建設(shè)用海外,其他海洋能項目用海均為科研性質(zhì)用海。

潮汐電站用海主要是指以江廈潮汐試驗電站為代表的發(fā)電站用海。潮汐能發(fā)電站技術(shù)發(fā)展成熟,電站建成后可維持幾十年甚至上百年長期穩(wěn)定運(yùn)行,且裝機(jī)功率越大,電站的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益越發(fā)明顯,因此潮汐電站一般用海面積大、時間長,是影響國計民生的大型發(fā)電工程。

海洋能示范工程用海主要是波浪能、潮流能或者是以海洋能為主,結(jié)合風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能以及海水淡化的多能互補(bǔ)示范電站用海。目前國內(nèi)的海洋能示范工程總裝機(jī)容量一般都在百千瓦級以上,最大的可達(dá)兆瓦級,一般都要求設(shè)備的設(shè)計壽命達(dá)到15年以上,因此海洋能示范工程項目用海也屬于較長時間的用?；顒?。

海洋能試驗場用海是基于海洋能發(fā)電裝置實海況試驗、檢測等公共服務(wù)體系研建的用?；顒?海洋能試驗場屬于海上大型工程建設(shè),投資造價高,一經(jīng)建成將擔(dān)負(fù)起海洋能行業(yè)公共服務(wù)的職能,屬于較長時間的用?；顒?。

海洋能研究試驗項目用海主要是指為檢驗海洋能發(fā)電裝置原型機(jī)或者工程樣機(jī)進(jìn)行的短時間海上試驗,海試目的主要是為了取得試驗數(shù)據(jù),以此驗證海洋能發(fā)電裝置的原理設(shè)計和相關(guān)性能。試驗一段時間,取得數(shù)據(jù)后將收回裝置。

表1 我國主要海洋能項目用?，F(xiàn)狀

2.2 海洋能開發(fā)用海發(fā)展趨勢

2.2.1 海洋能開發(fā)用海需求穩(wěn)步釋放

2012年,國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布 《可再生能源發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》,在重點任務(wù)中明確提出要促進(jìn)海洋能技術(shù)進(jìn)步,包括:“以提高海洋能開發(fā)利用技術(shù)水平為著力點,建設(shè)海洋能利用示范工程,支持海洋能利用裝備產(chǎn)業(yè)體系建設(shè),突破海洋能開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,逐步擴(kuò)大海洋能利用規(guī)模。到2015年,建成總量5萬k W的各類海洋能電站,為更大規(guī)模的發(fā)展奠定基礎(chǔ)[1]?！薄度珖Ｑ蠊δ軈^(qū)劃》為我國管轄海域劃定十種主要海洋功能區(qū),其中包括海洋能利用區(qū), 《區(qū)劃》指出,海洋能是可再生的清潔能源,開發(fā)不會造成環(huán)境污染,也不占用大量的陸地,在海島和某些大陸海岸很有發(fā)展前景。我國海洋能資源蘊(yùn)藏量豐富,開發(fā)潛力大,應(yīng)大力提倡和鼓勵?！度珖u保護(hù)規(guī)劃》為我國無居民海島劃定了不同的發(fā)展方向,其中包括可再生能源用島,明確規(guī)定要統(tǒng)籌安排和綜合利用風(fēng)能、太陽能、海洋能等可再生能源建設(shè)可再生能源島,并在重點任務(wù)中劃定了部分無居民海島作為可再生能源用島的范疇。為實現(xiàn) 《可再生能源發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》提出的到2015年建成總量5萬k W的各類海洋能電站,我國海洋能開發(fā)的用海面積將達(dá)到500～3 500 hm2(參考表1,波浪能按照0.006 hm2/k W、潮流能按照0.007 hm2/k W、潮汐能按照0.033 hm2/k W計算)。

2.2.2 我國海洋能資源可開發(fā)量巨大,為海洋能開發(fā)用海提供了必要的支撐條件

根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)的統(tǒng)計結(jié)果,我國近海潮汐能資源可開發(fā)量為1.925×107k W,全部開發(fā)其用海面積將達(dá)到6.352 5×105hm2;潮流能資源可開發(fā)量1.395×107k W,全部開發(fā)其用海面積將達(dá)到9.765×104hm2;波浪能資源可開發(fā)量為1.285×107k W,全部開發(fā)其用海面積將達(dá)到7.71×104hm2,合計用海面積將達(dá)到8.1×105hm2,約占我國300萬km2海域總面積的0.27%[2](計算方法同上)。

2.2.3 海洋能技術(shù)的日益進(jìn)步,提高了海洋能開發(fā)用海的緊迫性

我國的潮汐能發(fā)電技術(shù)相對于其他海洋能技術(shù)較成熟,但潮汐發(fā)電因需圍壩蓄水,工程建設(shè)用海、水庫蓄水以及防護(hù)用海等涉及海域使用面積較大,未來發(fā)展將重點集中到少數(shù)潮汐能資源豐富、庫容面積大并不與其他行業(yè)用海相沖突的少數(shù)海域,且一般集中在近海灣口,比如山東的乳山口[3]、浙江的健跳港、浙江的岳井洋、福建的八尺門、廈門的馬鑾灣等優(yōu)良站址。另外,國內(nèi)外專家也提出了不局限于天然的灣口,利用垂直于海岸線的T型縱壩在壩兩側(cè)形成較為可觀的水頭差進(jìn)行發(fā)電的思路,這是潮汐能開發(fā)的一種新思路。該方法占用海域面積相對攔壩式較小,可與現(xiàn)有的人工碼頭、防波堤等相結(jié)合,工程造價也會降低,但該方法僅限于理論研究,未開展過實海驗證[4]。

我國潮流能技術(shù)相比潮汐能尚未完全成熟,但近年來成為我國海洋能開發(fā)利用技術(shù)的熱點方向,在其技術(shù)研發(fā)與示范過程中,將優(yōu)選潮流能資源豐富的地區(qū)。我國潮流能資源最豐富的地區(qū)集中在浙江舟山地區(qū),在國務(wù)院將舟山劃為新區(qū),且定義為海洋新區(qū)后,該地區(qū)在短期內(nèi)必將作為我國潮流能發(fā)展的重點區(qū)域。

我國波浪能資源以福建、廣東、海南和山東等地區(qū)所轄海域比較豐富。波浪能屬于連續(xù)變化且無規(guī)律的海洋能,設(shè)備無論采取哪種方式,都必須與海面打交道,所以更容易受惡劣天氣影響,設(shè)備穩(wěn)定性方面要求最高,目前波浪能發(fā)電技術(shù)還是以研究試驗為主,即使開展示范,也多靠陣列式布置取勝,因此用海方面,近期將維持科研短期用海為主,示范用海集中在少數(shù)海島。

我國溫差發(fā)電以南海海域為主,因其技術(shù)難度大、前期投入高等特點,溫差發(fā)電也將維持以短期科研用海為主。但利用溫差能制冷、供熱或制淡等技術(shù)也在蓬勃發(fā)展。

我國鹽差能主要集中在幾個江河入?？?但該方面技術(shù)尚處于實驗室原理驗證階段,短期不涉及到用海需求。

3 我國海洋能開發(fā)的用海特點

海洋能在我國屬于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),海洋能開發(fā)用海有著不同于傳統(tǒng)海洋產(chǎn)業(yè)的海域利用形式和作業(yè)方式,在海域使用方面具有其自身獨特的特點。

3.1 單位輸出功率占用的海域面積大

雖然我國海域的各種海洋能資源蘊(yùn)藏總量和可開發(fā)量巨大,但是我國近海海域海洋能的平均功率密度并不很高,這是導(dǎo)致我國海洋能開發(fā)利用裝置單位面積攝取能量較低的決定性因素。另外,目前我國的海洋能裝置發(fā)電技術(shù)水平尚處于初級階段,單機(jī)容量較小,海洋能裝置的電能轉(zhuǎn)化率僅為10%～20%。以上因素導(dǎo)致單位面積海域的發(fā)電量不高,從另一方面來講,也就是我國海洋能發(fā)電裝置單位輸出功率占用的海域面積大。

3.2 用海立體化和網(wǎng)絡(luò)化

海洋能項目的施工內(nèi)容主要包括架設(shè)海洋能發(fā)電設(shè)備、建設(shè)升壓站和敷設(shè)海底電纜,涉及多種用海方式,利用海洋的多層空間,涉及海底、海水、海面甚至海面上空的空間。以水平軸座底式潮流能發(fā)電項目為例,固定潮流能水輪機(jī)的基礎(chǔ)需打樁到海底,樁基及機(jī)身部分浸泡在海水中,水輪機(jī)在高潮位時浸泡在海水中,低潮位時可能會矗立在海面以上,輸電管線縱橫交錯的鋪設(shè)在海底,并通過升壓站和路由延伸向海岸。所以,海洋能開發(fā)項目用海是一種綜合性的用海方式,具有明顯的利用空間化和網(wǎng)絡(luò)化特征。

3.3 具有明顯的排他性

由于海洋能項目用海范圍內(nèi)需要布置海洋能發(fā)電設(shè)備,發(fā)電設(shè)備之間敷設(shè)有許多海底電纜管道,為防止船只碰撞發(fā)電裝置或影響海底電纜,大多數(shù)區(qū)域內(nèi)將禁止船只通航。海洋能開發(fā)項目常用的區(qū)塊式布置不僅使區(qū)域內(nèi)其他的海洋開發(fā)活動的連續(xù)性被破壞,在海洋能開發(fā)項目海域除了網(wǎng)箱養(yǎng)殖和灘涂養(yǎng)殖以外無法開展其他海洋開發(fā)活動,項目范圍內(nèi)也不能開展捕撈、航運(yùn)、帆船、采油和軍事訓(xùn)練等其他活動,具有明顯的排他性。海洋能開發(fā)項目的排他程度與其運(yùn)營和管理方式直接相關(guān)。

3.4 用海的資源指向性強(qiáng)、區(qū)域特征明顯

我國近海的潮汐資源主要集中在浙江和福建兩省,這些地區(qū)潮差大,為基巖港灣的海岸,海岸曲折多海灣,具有很好的潮汐電站建站條件。近海的潮流資源以浙江省近海最為豐富,占到了全國潮流能資源總量的50%以上,主要集中于杭州灣口和舟山群島海域,其次是山東、江蘇、海南、福建和遼寧,其他省份近海潮流能蘊(yùn)藏量較少。波浪能豐富的地區(qū)集中在福建南部、廣東北部、海南西南部以及臺灣附近海域。

根據(jù)海洋能發(fā)展處于初級階段的特點,海洋能開發(fā)利用多受制于海洋能資源儲量,海洋能用海的區(qū)域性特征突出。因此,我國的潮汐能用海僅局限于少數(shù)幾個天然優(yōu)良的站址,潮流能主要集中于浙江舟山一帶,波浪能多集中于海島地區(qū),溫差能、鹽差能等區(qū)域性特征更加明顯。

4 我國海洋能開發(fā)用海存在的問題

4.1 缺乏針對海洋能特點的用海規(guī)定

可再生能源中的海上風(fēng)電開發(fā)項目涉及用海,早在2011年,國家能源局和國家海洋局就聯(lián)合印發(fā)了 《海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)管理暫行辦法》和實施細(xì)則[5],對海上風(fēng)電開發(fā)建設(shè)過程中涉及的用海和海洋環(huán)評等工作做出了部署,明確了用海管理和審批標(biāo)準(zhǔn),但海洋能項目至今沒有出臺用海方面的政策指導(dǎo)文件。目前我國海洋能項目用海過程基本參照其他用?；顒?按照透水構(gòu)筑物和非透水構(gòu)筑物進(jìn)行分類管理,但對海洋能發(fā)電設(shè)備到底屬于透水構(gòu)筑物還是非透水構(gòu)筑物沒有明確界定。

4.2 對海洋環(huán)境的影響缺乏深入研究[6]

由于規(guī)?；暮Ｑ竽荛_發(fā)項目在中國起步較晚,此類項目對海洋環(huán)境、生態(tài)和資源影響的實證研究尚不深入,特別是磁輻射和噪聲對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響研究很少。目前的研究結(jié)果表明,單個項目對環(huán)境生態(tài)的影響也許是可接受的,但隨著海洋能開發(fā)項目的陸續(xù)建成,將造成沿海地區(qū)多個項目的集中布置,由此產(chǎn)生的累積效應(yīng)目前尚無法評估。此外,海洋能開發(fā)項目與其他海洋資源開發(fā)項目對海洋生態(tài)環(huán)境的協(xié)同和累加效應(yīng)也缺乏深入研究。

4.3 缺乏技術(shù)方法和規(guī)范

海域使用的相關(guān)技術(shù)方法和規(guī)范很大程度是落實用海管理規(guī)定的體現(xiàn),也是明確海域使用審批程序和征收海域使用金的具體操作依據(jù)。目前沒有明確的海洋能用海技術(shù)方法和規(guī)范,導(dǎo)致海洋能項目在海籍管理、面積測量等方面缺乏可操作性的指導(dǎo),論證、環(huán)評的重點無法明確。

4.4 海域使用審批程序復(fù)雜、周期長

海洋能發(fā)電項目的總體設(shè)計、裝置設(shè)計等工作必須在落實具體實施海域,并完成海洋能資源和自然環(huán)境調(diào)查、工程勘測的基礎(chǔ)上開展,因此,確定具體實施海域是實施海洋能項目的前置條件。海洋能項目目前在立項過程中都按照科研類項目確定,但在實施過程中涉及的海域使用問題,往往按照工程建設(shè)類項目進(jìn)行海域使用論證,導(dǎo)致論證過程很長,審批程序復(fù)雜,大幅度加長了海洋能項目的實施周期。

4.5 海域使用金征收缺乏合理的收費標(biāo)準(zhǔn)

目前對海洋能項目的海域使用金標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,缺乏明確的減免政策。海洋能項目的海域使用金征收按照透水構(gòu)筑物和非透水構(gòu)筑物進(jìn)行征收,一般非透水構(gòu)筑物的海域使用金是透水構(gòu)筑物的10倍以上。對同一海洋能設(shè)備,在不同地區(qū),征收海域使用金的參照標(biāo)準(zhǔn)不同,如按照非透水構(gòu)筑物征收,海洋能項目的整體造價將上升很多。同樣是國家經(jīng)費資助的海洋能項目,有一大部分經(jīng)費通過海域使用金的方式返還到國庫中,無疑不利于海洋能的發(fā)展。

5 規(guī)范海洋能開發(fā)用海的對策建議

5.1 落實海洋強(qiáng)國發(fā)展戰(zhàn)略,積極鼓勵海洋能開發(fā)用海

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和常規(guī)能源的日益消耗,開發(fā)海洋已成為全民共識,特別是黨的十八大提出建設(shè)海洋強(qiáng)國的戰(zhàn)略思想后,海洋開發(fā)已成為國家重要的戰(zhàn)略支撐點和經(jīng)濟(jì)增長點。海洋能是我國能源的儲備能源,鼓勵海洋能開發(fā),并推向?qū)嵑r試驗和示范,最終推動海洋能行業(yè)健康快速發(fā)展,將對促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、改善能源供應(yīng)模式,以及節(jié)能減排具有重要意義,也必將成為建設(shè)海洋強(qiáng)國的重要一面。

5.2 以海洋能資源豐富地區(qū)為試點,逐步研究制定海洋能開發(fā)用海政策

我國海域使用功能區(qū)劃已經(jīng)明確界定了十大功能區(qū),并預(yù)留了海洋能利用區(qū),鑒于目前海洋能開發(fā)尚處于初級階段,建議定義為科研性質(zhì)非經(jīng)營性公益事業(yè)用海。近期發(fā)展過程中,我國海洋能開發(fā)用海必將優(yōu)先考慮在海洋能資源豐富的地區(qū)開展試驗和示范,待技術(shù)成熟后再逐步向資源儲量稍微差一點的海區(qū)推廣,因此建議以我國海洋能資源豐富的地區(qū)為海洋能開發(fā)用海試點區(qū),開展海洋能開發(fā)用海政策研究與示范,建立適應(yīng)我國海洋能發(fā)展的用海政策體系并逐步完善。

5.3 簡化海域使用審批流程

按照我國海域使用的管理程序,科研類項目在申請海域使用時相對工程建設(shè)類項目要簡化很多,而目前我國的海洋能開發(fā)利用項目都屬于科研類項目,涉及的工程類項目也是示范性質(zhì),尚未達(dá)到建設(shè)工程的程度,因此建議按照國家批復(fù)海洋能項目的渠道和性質(zhì),明確區(qū)分海洋能科研類項目和建設(shè)工程類項目在海域使用審批過程中的具體流程,對現(xiàn)階段實施的海洋能科研項目按照科研用海的海域使用審批流程進(jìn)行審查。簡化海洋能示范類項目海域使用審批流程,縮短海域使用審批周期。

5.4 完善相關(guān)技術(shù)方法和規(guī)范

技術(shù)方法和規(guī)范是完善管理體系的重要手段,也是落實具體工作的重要依據(jù)。建議對海洋能項目用海,在研究制定相關(guān)用海政策的同時,逐步建立健全海洋能項目用海的相關(guān)技術(shù)方法和規(guī)范,并充分結(jié)合海洋能項目發(fā)展階段的不同特點,對研究試驗項目、示范項目分別進(jìn)行指導(dǎo),同時應(yīng)明確海洋能發(fā)電系統(tǒng)主體設(shè)備、配套設(shè)備、電纜等在用海方面的不同要求。

5.5 逐步建立完善海洋能公共服務(wù)體系,對海洋能項目用海實施動態(tài)監(jiān)管,并為海洋能裝備提供預(yù)警服務(wù)

我國近海海域?qū)儆诤Ｑ鬄?zāi)害頻發(fā)區(qū),而海洋能發(fā)電裝備偏向于大型化,且需長期在海上運(yùn)行,特別是漂浮式海洋能裝備,主動避災(zāi)能力較弱,經(jīng)常會因為災(zāi)害天氣的到來,導(dǎo)致錨鏈斷裂,裝置隨流飄走,造成無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失。因此建議建立完善海洋能公共服務(wù)平臺,并與我國近海全海域覆蓋的海域動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)相鏈接,一方面為海洋能裝置的實海況試驗、檢測提供有利條件,推動海洋能技術(shù)成熟;另一方面,通過海域動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)為海洋能裝備提供預(yù)警服務(wù)。

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