彭偉 王芳 王冀
國家海洋技術(shù)中心 天津300112
海洋可再生能源(以下簡稱海洋能)是指海洋中所蘊(yùn)藏的可再生自然能源,主要為潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、溫差能、鹽差能等,更廣義的海洋能還包括海洋上空的風(fēng)能、海洋表面的太陽能等。為應(yīng)對全球化石能源短缺以及氣候變化的挑戰(zhàn),各國愈發(fā)重視可再生能源的開發(fā)利用,海洋能作為一種戰(zhàn)略性可再生資源已經(jīng)得到國際上的普遍認(rèn)同,無論是承擔(dān)更多碳減排責(zé)任的傳統(tǒng)海洋強(qiáng)國,還是能源需求增長迅速的新興國家,抑或是受全球變暖威脅最大的小島嶼發(fā)展中國家,都對海洋能開發(fā)利用表現(xiàn)出濃厚興趣,海洋能已成為國際能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的重要抓手。據(jù)國際能源署海洋能系統(tǒng)技術(shù)合作計(jì)劃(IEA OES-TCP,OES)預(yù)測,到2050年,全球海洋能裝機(jī)規(guī)模將超過3億千瓦,可帶動(dòng)68萬個(gè)直接就業(yè)機(jī)會(huì),實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排5億噸[1]。
海洋能資源是可再生能源能源的重要組成部分,具有開發(fā)潛力大、可持續(xù)利用、綠色清潔等優(yōu)勢,可精準(zhǔn)預(yù)測、按需定制、就地產(chǎn)能、就近消納,是“智慧能源”的典型代表。海洋能產(chǎn)業(yè)是新發(fā)展階段重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),為貫徹新發(fā)展理念,服務(wù)構(gòu)建新發(fā)展格局,面對“十四五”時(shí)期我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)、高質(zhì)量發(fā)展的總體要求,大力發(fā)展海洋能產(chǎn)業(yè),對提升海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展質(zhì)量和核心競爭力,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,全面促進(jìn)資源節(jié)約集約利用,實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo),服務(wù)生態(tài)文明和海洋強(qiáng)國建設(shè)具有重大戰(zhàn)略意義。
一是應(yīng)對氣候變化,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的必然要求。習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上發(fā)表重要講話時(shí)表示中國力爭在2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值,努力爭取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。習(xí)近平總書記在氣候雄心峰會(huì)上宣布到2030年,中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右。
二是發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì),服務(wù)海洋生態(tài)文明建設(shè)的現(xiàn)實(shí)需要。海洋能開發(fā)利用將有助于沿海地區(qū)海洋發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,有助于我國海島開發(fā)、生態(tài)保護(hù)及提高我國海洋資源管控能力。我國海岸帶長、海島眾多。海洋能開發(fā)對解決沿海偏遠(yuǎn)地區(qū),特別是無電網(wǎng)覆蓋海島的能源供給與生態(tài)保護(hù)問題,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
三是培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容。習(xí)近平總書記在2019年中國海洋經(jīng)濟(jì)博覽會(huì)賀信中指出:“海洋是高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略要地。要加快海洋科技創(chuàng)新步伐,提高海洋資源開發(fā)能力,培育壯大海洋戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)?!焙Q竽茏鳛榈湫偷膽?zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),具有涉及專業(yè)眾多,產(chǎn)業(yè)鏈長,技術(shù)含量高的特點(diǎn)。隨著海洋能戰(zhàn)略地位和經(jīng)濟(jì)地位的上升,它對其他產(chǎn)業(yè)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步將發(fā)揮越來越大的帶動(dòng)和促進(jìn)作用。
四是貫徹落實(shí)“十四五”戰(zhàn)略部署,建設(shè)海洋強(qiáng)國的具體行動(dòng)。 《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》在“積極拓展海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展空間”中作出了“推進(jìn)海洋能規(guī)?;谩钡牟渴鸢才拧_@是進(jìn)一步協(xié)同推進(jìn)海洋生態(tài)保護(hù)、海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和海洋權(quán)益維護(hù),加快建設(shè)海洋強(qiáng)國的具體行動(dòng)。
我國是一個(gè)海洋大國,有著豐富可觀的海洋能儲(chǔ)量。據(jù)908專項(xiàng)調(diào)查成果顯示,我國近海潮汐能、潮流能、波浪能、溫差能、鹽差能資源蘊(yùn)藏了約6.97億千瓦,相當(dāng)于30個(gè)三峽水電站的裝機(jī)容量,具有很好的開發(fā)利用前景。
2.2.1 政策環(huán)境
在政策方面, 《中華人民共和國可再生能源法》明確將海洋能納入國家可再生能源體系并給予支持。自2010年以來,圍繞《海洋可再生能源發(fā)展綱要(2013—2016)》、 《海洋可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、海洋能專項(xiàng)資金制度以及相關(guān)海洋能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,我國已初步建立了海洋能政策體系。但對比我國風(fēng)電較為完善的支持政策框架體系(涵蓋上網(wǎng)電價(jià)、并網(wǎng)政策、技術(shù)研發(fā)、經(jīng)濟(jì)激勵(lì)、產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)、市場規(guī)?;榷鄠€(gè)方面),我國海洋能政策體系建設(shè)還處于初級(jí)階段[2]。
2.2.2 技術(shù)研發(fā)
——潮汐能
潮汐能發(fā)電技術(shù)一般是利用潮水漲落形成的水位差,使具有一定水頭的潮水流過安裝在攔潮壩體內(nèi)的水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的技術(shù),原理與水力發(fā)電相似。作為最成熟的海洋能發(fā)電技術(shù),傳統(tǒng)攔壩式潮汐能技術(shù)已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。目前,我國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),在機(jī)組效率、復(fù)雜工況適應(yīng)性等方面達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前我國在運(yùn)行的潮汐能電站包括浙江江廈潮汐試驗(yàn)電站和浙江海山潮汐電站。江廈潮汐試驗(yàn)電站是我國第一座單庫雙向型潮汐電站,已實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定商業(yè)化運(yùn)行40余年。江廈潮汐試驗(yàn)電站首臺(tái)機(jī)組于1980年并網(wǎng)發(fā)電,先后于2007年、2009年、2015年進(jìn)行升級(jí)改造,目前電站總裝機(jī)4 100千瓦,裝機(jī)規(guī)模居世界第3位。截至2021年,累計(jì)并網(wǎng)發(fā)電已超2.4億千瓦時(shí)[3]。除了攔壩式潮汐能技術(shù)之外,我國還開展動(dòng)態(tài)潮汐能技術(shù)研究等環(huán)境友好型潮汐發(fā)電新技術(shù)研究,已具備大規(guī)模開發(fā)潮汐能的技術(shù)基礎(chǔ)及資源條件。
——波浪能
波浪能轉(zhuǎn)換裝置是將海表波浪的動(dòng)能和勢能轉(zhuǎn)化為另一種形式能量(如電能)的裝置。我國對波浪能發(fā)電技術(shù)的研究已有30多年的歷史。近年來,我國波浪能應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,在島礁能源保障、深水養(yǎng)殖、儀器供電等方面已實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用,創(chuàng)造多項(xiàng)“全球首次”。我國波浪能規(guī)?;痉豆こ添?xiàng)目建設(shè)進(jìn)展順利,2臺(tái)500千瓦波浪能裝置已完成建造并先后開展海試,2022年,我國首個(gè)兆瓦級(jí)波浪能電站將投入示范運(yùn)行。我國自主研發(fā)的半潛式波浪能養(yǎng)殖一體化平臺(tái),已在漁業(yè)基地開展超過24個(gè)月的養(yǎng)殖示范,該平臺(tái)作為海洋能與海水養(yǎng)殖結(jié)臺(tái)的“綠色發(fā)展”成功案例,已獲得多項(xiàng)企業(yè)訂單,并受到多個(gè)東南亞國家的高度關(guān)注[4]。
——潮流能
潮流能的發(fā)電原理和風(fēng)力發(fā)電類似,即將水流的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)而再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。我國潮流能開發(fā)利用技術(shù)研究開始于20世紀(jì)80年代,近年來,在國家相關(guān)科技計(jì)劃和海洋能資金的支持下,我國潮流能技術(shù)得到快速發(fā)展,已成為世界上為數(shù)不多的掌握規(guī)?;绷髂荛_發(fā)利用技術(shù)的國家,在連續(xù)運(yùn)行時(shí)間等方面達(dá)到世界先進(jìn)水平。圍繞潮流能資源開發(fā)需求,2019年,自然資源部啟動(dòng)了“舟山百兆瓦級(jí)潮流能發(fā)電場選址及預(yù)可研”工作。該項(xiàng)目在前期浙江舟山潮流能資源開發(fā)成果基礎(chǔ)上,開展了潮流能發(fā)電場選址論證及潛在場區(qū)資源評(píng)估,為下一步擴(kuò)大潮流能示范規(guī)模,推進(jìn)我國海洋能資源規(guī)?;锰峁┲魏捅U稀=刂?021年底,潮流能總裝機(jī)規(guī)模已達(dá)3 820千瓦,居全球第二位,2022年,我國首臺(tái)兆瓦級(jí)潮流能機(jī)組將完成布放并投入并網(wǎng)運(yùn)行。
——海洋溫差和鹽差能
我國在溫差能與鹽差能開發(fā)利用方面尚處于起步階段。近年來,在海洋能專項(xiàng)資金、國家科技支撐計(jì)劃等的支持下,相關(guān)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開展了一些探索性研究和試驗(yàn)工作。
2.2.3 產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境
為推動(dòng)我國節(jié)能減排進(jìn)程,探索推進(jìn)我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的模式,改善我國海洋能技術(shù)落后的現(xiàn)狀,在前期充分研究比較國內(nèi)外海洋能發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,在財(cái)政部、國家海洋局的聯(lián)合推動(dòng)下,海洋可再生能源資金于2010年正式設(shè)立。海洋能資金對海洋能獨(dú)立電力系統(tǒng)示范、并網(wǎng)電力系統(tǒng)示范、關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、研究試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)及支撐服務(wù)體系建設(shè)5個(gè)方向給予了重點(diǎn)支持。作為我國支持范圍最廣、支持力度最大的海洋能專項(xiàng)支持計(jì)劃,海洋能專項(xiàng)資金的實(shí)施,充分發(fā)揮了中央財(cái)政資金在支持國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、保障國家能源安全、探索能源結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面的引導(dǎo)作用。在政策支持下,我國海洋能開發(fā)水平大幅提升,技術(shù)創(chuàng)新實(shí)力迅速邁入世界第一方陣,我國海洋能開發(fā)利用已進(jìn)入前所未有的快速發(fā)展時(shí)期。
經(jīng)過近40年的發(fā)展,特別是在中央財(cái)政資金的支持下,我國已經(jīng)形成了海洋能技術(shù)研發(fā)、裝備制造、海上施工、運(yùn)行維護(hù)的專業(yè)隊(duì)伍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前從事海洋能源開發(fā)利用的單位涉及科研院所、大專院校、國有及私營企業(yè)等近200家,企業(yè)在從業(yè)單位中占比達(dá)50%,且民營企業(yè)顯示出迅猛發(fā)展勢頭。大批有實(shí)力企業(yè)部門的參與,極大地提高了創(chuàng)新能力、設(shè)備國產(chǎn)化能力和產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化能力,有利于產(chǎn)業(yè)鏈的延伸及產(chǎn)品、技術(shù)的輻射。
圍繞優(yōu)化海洋能技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境及保障產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,自然資源部相繼在山東威海、浙江舟山、廣東珠海布局海洋能海上試驗(yàn)場建設(shè),為海洋能技術(shù)創(chuàng)新及裝備成果轉(zhuǎn)化提供公共測試服務(wù)。2021年9月,國家海洋綜合試驗(yàn)場(威海)正式掛牌,并初步具備業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力。
此外,在政策支持下,我國進(jìn)一步擴(kuò)大海洋能開發(fā)利用的國際影響力,增強(qiáng)了在國際社會(huì)的話語權(quán)。2011年,國家海洋技術(shù)中心作為締約機(jī)構(gòu)代表我國加入國際能源署海洋能系統(tǒng)技術(shù)合作計(jì)劃 (IEA OES-TCP,OES),并與美國、韓國、新西蘭,英國、歐盟等國家和地區(qū)開展了海洋能專題技術(shù)交流與合作,建立了穩(wěn)定的雙多邊合作機(jī)制,中國政府在發(fā)展海洋能方面做出的努力得到了國際社會(huì)的高度評(píng)價(jià)。2021年,我國波浪能海水養(yǎng)殖、波浪能發(fā)電系統(tǒng)以及潮流能并網(wǎng)發(fā)電等多個(gè)工程項(xiàng)目先后入選OES發(fā)布的全球海洋能亮點(diǎn)工程,進(jìn)一步宣示了我國走綠色低碳發(fā)展道路的決心,贏得了國際贊譽(yù)。
——戰(zhàn)略地位亟待加強(qiáng),公眾關(guān)注度不夠。
社會(huì)公眾對海洋能的戰(zhàn)略地位缺乏足夠的認(rèn)與乏應(yīng)有的關(guān)注度。隨著新一輪沿海開發(fā)熱潮的興起,海洋能與其他海洋產(chǎn)業(yè)的競爭性用海問題日漸突出,多處優(yōu)良的海洋能潛在開發(fā)利用區(qū)域難以得到有效利用。
——政策引導(dǎo)不足,欠缺激勵(lì)機(jī)制。
海洋能開發(fā)利用具有高技術(shù)、高投入的特點(diǎn),需要政策扶持和激勵(lì)。目前,我國海洋能開發(fā)利用的政策體系尚不完善,財(cái)政、稅收、定價(jià)和并網(wǎng)等方面的政策缺失或不明確,政策支持對海洋能發(fā)展的引導(dǎo)激勵(lì)作用未能充分發(fā)揮。
——研發(fā)力量分散,核心技術(shù)儲(chǔ)備不足。
目前,我國海洋能的研發(fā)力量分散,缺少專門從事海洋能開發(fā)利用的研發(fā)機(jī)構(gòu)和人才隊(duì)伍。僅有的少數(shù)從事相關(guān)技術(shù)研究的科技人員分布在不同部門和地方的院所、企業(yè),力量較為分散,沒有形成合力,創(chuàng)新力度明顯不足,核心技術(shù)還不夠多。
——公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)滯后。
海洋能源開發(fā)投資大、工程復(fù)雜、風(fēng)險(xiǎn)高,涉及裝備制造、海上工程、安裝維護(hù)等多個(gè)方面。借鑒國外經(jīng)驗(yàn),加快建立和完善海洋能海上試驗(yàn)場等公共服務(wù)平臺(tái),對促進(jìn)技術(shù)發(fā)展、成果轉(zhuǎn)化、積累運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),推動(dòng)海洋能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。我國雖已啟動(dòng)相關(guān)的公共平臺(tái)建設(shè),但投入力度不足、功能還不完善。
——統(tǒng)籌規(guī)劃,分步實(shí)施。
根據(jù)我國資源狀況和沿海地區(qū)社會(huì)發(fā)展的需要,結(jié)合海洋能產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn),綜合考慮各海洋能種的技術(shù)成熟度,應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃海洋能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)路線,積極推進(jìn)海上公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè),合理布局產(chǎn)業(yè)基地,開展相關(guān)政策研究,盡快出臺(tái)我國海洋能發(fā)展規(guī)劃性文件[5]。
——完善政策法規(guī)體系,建立和健全產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)機(jī)制。
繼續(xù)實(shí)施海洋能資金,擴(kuò)大資金的支持規(guī)模,調(diào)整優(yōu)化支持方式,加速提高海洋能技術(shù)和裝備成熟度。制定出臺(tái)優(yōu)惠的投資政策,上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼與稅收政策,簡化審批程序。
——加大工程示范力度,促進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。
圍繞推動(dòng)海洋能規(guī)?;l(fā)展需求,通過對波浪能、潮流能等具有良好發(fā)展前景的較成熟技術(shù)進(jìn)行示范推廣,加大示范規(guī)模,推動(dòng)海洋能示范基地建設(shè)和規(guī)?;?,促進(jìn)海洋能開發(fā)利用技術(shù)的研發(fā)和技術(shù)成果轉(zhuǎn)化[6]。
——扶持龍頭企業(yè),引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展。
充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研各方在研發(fā)、制造、海工、運(yùn)維等方面的優(yōu)勢,積極引導(dǎo)和扶持建立專門從事海洋能開發(fā)利用的龍頭企業(yè)。優(yōu)先發(fā)展海上風(fēng)電、潮汐、潮流、波浪能發(fā)電裝備制造、電站施工和運(yùn)營企業(yè),通過政策支持促進(jìn)龍頭企業(yè)的發(fā)展壯大。在海洋能資源富集、技術(shù)基礎(chǔ)好的地區(qū)引導(dǎo)海洋能產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展。
——探索海洋能綠色發(fā)展新模式。
加強(qiáng)海洋能與海上風(fēng)電、海上光伏、海上制氫等方向的融合技術(shù)創(chuàng)新,推動(dòng)海域集約利用和基礎(chǔ)設(shè)施共享共用。探索將“海洋能+儲(chǔ)能” “海洋能+制氫” “海洋能+海水淡化”等“海洋能+”模式納入海洋能產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系,并給予支持,進(jìn)一步拓展海洋能應(yīng)用市場及產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
——加強(qiáng)國際合作與交流。
充分利用全球海洋能開發(fā)科技資源,加速我國海洋能開發(fā)利用的進(jìn)程。與海洋能發(fā)達(dá)國家開展合作與交流,建立長效的合作機(jī)制。參與海洋能國際政策、標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定,高起點(diǎn)引進(jìn)先進(jìn)、適用的技術(shù)和工藝,加快我國海洋能開發(fā)優(yōu)勢技術(shù)和裝備進(jìn)入國際市場的進(jìn)程[7]。
發(fā)展綠色可再生能源是我國的戰(zhàn)略抉擇。黨中央、國務(wù)院高度重視海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展和可再生能源工作。沿海地區(qū)紛紛制定實(shí)施區(qū)域海洋發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃,海洋能應(yīng)作為重要的任務(wù)布局納入其中。按照國家穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生的總體部署,為保障東部地區(qū)能源安全,培育和發(fā)展海洋可再生能源戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),應(yīng)以海洋能專項(xiàng)資金為抓手,加大專項(xiàng)資金的實(shí)施力度,在海洋能這一具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ男履茉搭I(lǐng)域提前部署、戰(zhàn)略布局,為調(diào)整沿海地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),促進(jìn)沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長,更好地改善海島及沿海邊遠(yuǎn)地區(qū)的居民生活水平、維護(hù)國家海洋權(quán)益發(fā)揮積極作用。