姚弘 曾苗 王灼 宋兆陽
摘 要:隨著經(jīng)濟的發(fā)展,化石燃料日益短缺,能源問題逐漸成為世界性問題,而占地球71%的海洋中蘊藏著巨大的可再生能源,波浪能便是其中的一種,我國擁有廣闊的海域,這其中的波浪能資源十分豐富,因此探討我國波浪能的分布情況對建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有重大建設意義。
關鍵詞:可再生能源;波浪能;分布及利用
一、波浪能概況
利用海洋能源,是當今世界能源研究的方向。特別是在能源關系到國家安全,地球礦物能源逐漸枯竭及環(huán)境狀況日益惡化的形勢下,如何有效的利用資源豐富、可再生的海洋資源,顯得十分重要。海水的波浪運動產(chǎn)生巨大的能量,據(jù)估算,世界海洋中的波浪能到700億千瓦,占全部海洋能量的94%,是各種海洋能中的“首戶”。諸多國家加大了對波浪能發(fā)電的研究力度,各國的研究團隊相繼開發(fā)出了各種波浪能轉(zhuǎn)化技術及裝置,有些國家已經(jīng)開始采用波能發(fā)電設備向國家電網(wǎng)供電。我國陸地海岸線長達18000多公里、大小島嶼6960多個,波浪能資源十分豐富。2009年3月,我國首座岸式海洋波浪能發(fā)電工業(yè)示范電站“汕尾100kW”岸式波力發(fā)電站的正常運行,標志著我國波浪力發(fā)電技術達到使用水平。
二、我國波浪能分布概況
查閱相關數(shù)據(jù)及文獻表明得出我國沿岸波浪能能量密度(波浪在單位面積所具有的能量,單位是kJ/㎡)分布的大體趨勢:浙江中部、臺灣、福建平潭島以北,渤海海峽和西沙地區(qū)沿岸最高;其次,是浙江南部和北部、廣東東部、福建平潭島以南、山東半島南部沿岸;渤海、黃海北部和北部灣北部沿岸最低;波浪能能量密度同樣受季風影響,具有明顯的季節(jié)變化。在冬季(1月),受冷空氣影響,中國海海區(qū)風高浪急,是波浪能資源最為豐富的季節(jié),黃海至南海海域大都在10kW/m以上,南海海區(qū)最大可達35kW/m以上,渤海由于受地理位置和海水等因素影響,波能功率密度較低;春季(4月),由于風力較弱,整個中國海波能功率密度都在10kW/m以下,極大值區(qū)位于臺灣海峽和呂宋海峽,也僅在7-9kW/m之間,為波能資源最少的季節(jié);夏季(7月),受熱帶氣旋等因素影響,中國海波能率密度分布特征和其他季節(jié)相比明顯不同,呈東高西低的態(tài)勢,極大值區(qū)由南海東北部北移至臺灣以東海域,最大值可達22kW/m,東海取代南海成為該季節(jié)波能資源最為豐富的海區(qū)。秋季(10月),受熱帶氣旋和冷空氣共同影響,中國海波能資源僅此于冬季,極大值區(qū)回移至南海東北部,可達28kW/m??偟膩碚f,除春季外,其他三個季節(jié)波能資源都較為豐富。
三、我國波浪能開發(fā)利用建議
提高對海洋波浪能利用戰(zhàn)略性和重要性的認識。波浪能作為可再生資源具有持續(xù)開發(fā)價值,是解決我國目前能源危機的重要資源,更是對未來能源的主要依托。開發(fā)波浪能可以緩解化石能源的不足,對于促進沿海經(jīng)濟的發(fā)展和優(yōu)化能源結構,保證能源可持續(xù)利用,以及開發(fā)海島、鞏固國防和保護生態(tài)環(huán)境,保障我國能源安全,緩解我國能源幻境壓力,實現(xiàn)建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的目標,有十分深遠的意義。
(1)利用波浪發(fā)電的環(huán)境優(yōu)勢及可再生優(yōu)勢,擴大波浪發(fā)電相對于傳統(tǒng)能源發(fā)電的競爭力。
(2)綜合波浪能流密度大小、波浪能資源開發(fā)有效時間、能流密度的穩(wěn)定性、波浪能資源的總儲量和有效量儲量、能流密度的長期變化趨勢等幾方面,劃分資源優(yōu)勢區(qū)域,進而在優(yōu)勢區(qū)域大力展開海浪發(fā)電、海水淡化等波浪能資源開發(fā)工作。
(3)制定波浪能資源評價方法和評價標準的研究,重點事提出科學使用的評價方法和標準。
(4)建立海洋能開發(fā)利用示范工程或基地。選擇區(qū)位條件較好的地區(qū)建立海洋能開發(fā)利用示范工程或基地。如選擇我國福建,廣東沿海建設波浪發(fā)電站。通過波浪能開發(fā)利用示范工程的運行,以點帶面,穩(wěn)步推進,積累經(jīng)驗,改進不足。使波浪能開發(fā)利用向更廣、更深的領域不斷拓展。
(5)詳細研究波浪發(fā)電成本,對不同類型發(fā)電裝置要詳細估算其發(fā)電成本,做好波浪能開發(fā)利用可行性分析,在開發(fā)波浪能時應充分考慮成本是否過高,投資是否可以帶來期望的回報。
(6)利用國家大力投資開發(fā)可再生能源的機會,培養(yǎng)專門技術人才,使技術再有所創(chuàng)新,提高波浪發(fā)電設備的抗外力打擊、抗腐蝕能力,提高波浪發(fā)電設備的轉(zhuǎn)換效率,降低波浪發(fā)電的投資成本,降低上網(wǎng)電價。利用政府對于可再生能源發(fā)電的支持政策,努力推廣波浪發(fā)電的公眾普及率,擴大波浪能資源的市場。積極研究波浪發(fā)電進行商業(yè)化開發(fā)的方法,積累商業(yè)化開發(fā)的經(jīng)驗,提高波浪發(fā)電的競爭力。
(7)國家應高度重視波浪能的開發(fā)并實施相應的扶持和激勵政策,制定相應政策及措施降低波浪發(fā)電上網(wǎng)電價,或政府采取義務購買或補貼政策,提高波浪發(fā)電競爭力。波浪能的開發(fā)難度大,成本較高,需要強大的技術和資金支持。目前的進展已表明了這種新能源潛在的商業(yè)價值,其發(fā)展前景十分廣闊。在起步階段迫切需要國家制定相關的科技政策、環(huán)境政策、經(jīng)濟政策,保護和促進波浪能的開發(fā)利用。
參考文獻
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作者簡介:王灼,大連理工大學建設工程學部2013級;宋兆陽,大連理工大學建設工程學部2013級;姚弘,大連理工大學建設工程學部2013級;曾苗,大連理工大學建設工程學部2013級。