前 言
海洋覆盖地球70%以上面积,其不仅蕴藏着丰富的矿产资源,更有真正意义上永不枯竭的海洋能。海洋能作为新兴的可再生能源,引起世界多国重视。我国也做出了“推进海洋能规模化利用”的战略部署。加快推动海洋能开发利用对落实“双碳”战略、保障能源安全、建设海洋强国等具有重要意义。什么是海洋能?其发展现状如何?面临哪些挑战?
一、概念内涵
狭义上的海洋能指蕴藏在海洋中的可再生能源,包括潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能等。更广义的海洋能还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能、海洋生物质能以及海底地热能等,甚至包括储藏在海床下的化石能源等。为聚焦于新兴的海洋能战略性产业,文章所讨论的是狭义上的海洋能。海洋能利用方式包括发电、海水制氢、海水淡化等,目前最主要的利用方式是海洋能发电。
海洋覆盖地球上70%以上的面积,海洋能蕴藏量巨大,分布广泛,其动力主要来源于太阳辐射和天体引力,发电过程中不会产生二氧化碳等温室气体,是一种清洁可再生的绿色能源。但海水的能量密度低,单位面积内所拥有的能量很少,需要从大量的海水中提取能量才能获得可观的电力输出。此外,不同的海洋能发电方式也存在地域性强、稳定性较差、环境影响大等缺点。
表1 海洋能概念内涵及发电优缺点
资料来源:公开资料,中大咨询整理
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二、发展现状
(一)开发潜力
全球海洋能资源十分丰富,具有巨大的开发潜力。海洋能资源评估潜力随技术发展而有所不同,根据不同技术组合及国际组织评估,海洋能年发电量可达到45万亿千瓦时至130万亿千瓦时,相当于2023年全球发电量的1.5~4.3倍。根据国际可再生能源署(IRENA)报告,温差能、波浪能、盐差能和潮汐/流能开发潜力分别约占全球海洋能开发潜力的58%、39%、2%和2%。国际能源署海洋能源系统技术合作计划(IEA-OES)提出将致力于实现到2050年全球总装机容量达300吉瓦(3亿千瓦)的目标。欧盟也提出到2027年实现100兆瓦(10万千瓦)的海洋能装机目标,在2030年初实现1吉瓦(100万千瓦)的目标。
中国拥有长达1.8万千米的大陆海岸线和1.4万千米的岛屿海岸线,近海区域蕴藏的海洋能理论装机容量高达6.97亿千瓦,相当于中国总电力装机容量的1/5,其中技术可开发量可达0.7亿千瓦。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》《中华人民共和国能源法》等文件均做出了“推进海洋能规模化利用”的战略部署。
(二)装机容量
随着全球能源绿色转型,海洋能开发日益受到重视,潮汐能发电、潮流能发电等相对成熟,已在全球形成一定的装机规模。根据国际能源署海洋能源系统(OES)发布的2023年年度报告,截至2023年,全球运行和在建海洋能发电装机规模约63.15万千瓦,其中在建约8.6万千瓦。潮汐能、潮流能是主要的发电类型,两者约占总装机的98%;韩国和法国装机容量领先其他国家,两者约占全球装机的96%。
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图1 全球海洋能装机容量主要分布国家(万千瓦)
(资料来源:IEA OES,中大咨询整理; 详情 可联系我们进一步交流)
中国运行和在建海洋能发电装机规模约为1.03万千瓦,全球排名第四,其中潮汐能4350千瓦,潮流能4730千瓦,波浪能1260千瓦,温差能20千瓦,盐差能0千瓦,年并网发电量约为700万千瓦时,装机规模及发电量均不足2023年可再生能源的0.01%。
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图2 中国海洋能发电装机规模(千瓦)
(资料来源:IEA OES,中大咨询整理; 详情 可联系我们进一步交流)
(三)技术发展
目前全球海洋能开发整体仍处于技术研发阶段,整体产业规模较小,潮汐能、潮流能已开始进行商业化运行。据统计,目前全球已有31个国家开展了海洋能利用研究工作,其中,美国、加拿大、澳大利亚、芬兰、韩国、法国、英国等国家处于海洋能源产业开发的前沿。中国在潮汐能、潮流能部分技术处于世界领先地位,并建设了具有一定规模的发电站,多个潮流能、波浪能示范工程稳定进行,为中国海洋能规模化利用打下坚实基础。
表2 全球及中国海洋能开发利用现状
资料来源:IEA OES,中国工程科技知识中心-海洋分中心,中大咨询整理
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三、发展挑战
从宏观来看,海洋能资源储量丰富,开发潜力巨大,但目前海洋能发电在可再生能源发电中的占比不足0.1%,仍未实现大规模的商业化应用。制约海洋能开发利用因素是多方面的,国内海洋能发展主要面临以下挑战:
技术不成熟。由于发电技术尚处于研发试验阶段,设备的可靠性和稳定性较差,有效发电小时数较少,距离大规模商业化运行仍有较大的提升空间。由于长期无法实现商业化导致一些公司破产或易主,存在较大风险,企业开发的热情不高,国内目前多为央企、研究机构和院校在进行推进。
经济效益差。海洋能的能量密度低,要求更大或更多的设备来捕获和转换足够的能量,因此项目需要巨大的前期投资。同时,海洋环境恶劣复杂,不仅对发电设备和基础设施建设提出更高的技术要求,还显著增加维护成本。与其他可再生能源相比,海洋能开发利用项目的经济性不强,缺乏竞争力。
政策支持力度有待提高。海洋能开发利用是一项高投入、高风险的海洋工程,需要政策的扶持和激励。目前我国海洋能开发利用的政策体系尚不完善,海洋能上网电价补贴、售电收入税收优惠、电站运行维护补贴等政策不明确或缺失,财政资金对海洋能开发利用的投入有待加强。
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来源:中大咨询
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