不久前，中國電子科技集團公司38所（下稱“38所”）研制的波浪發(fā)電裝置通過了國家海洋局驗收，該裝置突破了波浪能液壓轉(zhuǎn)換與控制裝置模塊及千伏級動力逆變器關(guān)鍵技術(shù)。

此項技術(shù)實現(xiàn)了波浪穩(wěn)定發(fā)電，在小于0.5米浪高的波況下仍能頻繁蓄能，為我國波浪發(fā)電工程化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

波浪能是海洋能中既不穩(wěn)定又無規(guī)律的能源形式，此外，海洋能還包括不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的潮汐能、潮流能，較穩(wěn)定的溫差能、鹽差能。不穩(wěn)定性和不可靠性給海洋能發(fā)電造成了較大難度。

我國海洋能發(fā)電領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀和前景如何？在國際上處于什么位置？如何攻破技術(shù)難題？近日，本報記者對此進行了采訪。

堅持自主研發(fā)

“38所”項目負(fù)責(zé)人王振收介紹，此次技術(shù)突破是該所于2014年承研的國家級波浪能項目《80kW波浪能液壓轉(zhuǎn)換與控制裝置模塊及千伏級動力逆變器關(guān)鍵技術(shù)》的階段性成果。

該項目由中國海洋能專項資金支持，計劃在2-3年內(nèi)完成實驗室測試和海洋實況測試，目標(biāo)是提升液壓轉(zhuǎn)換與控制模塊的轉(zhuǎn)換效率和研制高效千伏級寬幅動力逆變器系統(tǒng)。

國家海洋技術(shù)中心主任夏登文介紹，中國海洋能專項資金支持的項目除少數(shù)引進國外技術(shù)，都擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。

由于海洋能利用是世界前沿技術(shù)，國外也處在示范應(yīng)用階段，因此，我國科學(xué)家從一開始便堅持自主研發(fā)。“十二五”期間，我國自主研發(fā)了50余項海洋能新技術(shù)、新裝置，多種裝置走出實驗室進行了海上驗證，向裝備化、實用化發(fā)展。“如鷹式波浪能發(fā)電裝置，無論是零部件還是技術(shù)原理本身，都擁有百分之百自主知識產(chǎn)權(quán)。”夏主任說。

據(jù)了解，我國海洋能利用目前正處在從技術(shù)研發(fā)到商業(yè)化應(yīng)用的前期，尚未真正實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)。近年來，中央財政通過專項資金和科技計劃等加大了對海洋能的財政支持力度，促進了我國海洋能技術(shù)研發(fā)水平的快速提升。

具體而言，在潮汐能方面，浙江江廈潮汐試驗電站運行30多年來，年發(fā)電量近800萬千瓦時，是世界第四大潮汐電站；潮流能方面，我國已成為世界上為數(shù)不多的掌握規(guī)?；绷髂荛_發(fā)利用技術(shù)的國家，部分技術(shù)達(dá)到國際先進水平；波浪能方面，我國波浪能技術(shù)已開展數(shù)十臺裝置海試及小型示范應(yīng)用，個別技術(shù)達(dá)到國際先進水平；此外，我國還開展了溫差能發(fā)電技術(shù)及綜合利用的基礎(chǔ)性試驗研究，以及鹽差能發(fā)電技術(shù)原理試驗。

突破技術(shù)瓶頸

盡管成績顯著，但國家海洋技術(shù)中心提供的資料顯示，我國海洋能利用核心裝備技術(shù)尚未取得根本突破，裝置轉(zhuǎn)換效率普遍不高，示范應(yīng)用規(guī)模較小，穩(wěn)定性、可靠性差等問題仍是制約海洋能技術(shù)發(fā)展的瓶頸。夏登文認(rèn)為，提高技術(shù)成熟度，在能發(fā)電的基礎(chǔ)上實現(xiàn)發(fā)好電、穩(wěn)定發(fā)電、低成本發(fā)電是目前海洋能發(fā)電急需解決的問題。

夏登文告訴記者，目前我國已基本實現(xiàn)波浪能穩(wěn)定發(fā)電，其重大技術(shù)突破是中科院廣州能源研究所研制的“100kW鷹式波浪能發(fā)電裝置工程樣機”。它將高度不穩(wěn)定的波浪能轉(zhuǎn)換為相對穩(wěn)定的電能，實現(xiàn)了小波下蓄能發(fā)電，中等波況下穩(wěn)定發(fā)電，初步具備了向海島供電的技術(shù)條件。

從2015年實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電后，它經(jīng)受了惡劣環(huán)境的復(fù)雜考驗，達(dá)到基本可應(yīng)用，至今已發(fā)3萬多度電。夏登文介紹：“我國的海洋能資源是最復(fù)雜的，也是開發(fā)難度最大的。如果鷹式技術(shù)在我們這種海況下能夠解決穩(wěn)定性問題，那么它在世界其它地方也會適用。從這個角度來看，我國海洋能開發(fā)技術(shù)已經(jīng)站在世界前沿。”

此后，“38所”的技術(shù)突破在關(guān)注液壓轉(zhuǎn)換技術(shù)的同時，對后端轉(zhuǎn)換——逆變器進行了研究。它在原理驗證和樣機海試方面取得了初步成績，未來還需面對更多檢驗。王振收表示，“38所”未來將努力在浮體聚波能力、多級能量匹配和島礁適應(yīng)性整機等方面進行深入研究。

記者了解到，國際上波浪能發(fā)電裝置各種大小型樣機有幾十種，技術(shù)特點也不盡相同。夏登文稱，這是由于各國海域的波浪能資源特點不同，致使適合的波浪能裝置的大小和原理也不同。

此外，技術(shù)趨同需要經(jīng)過一個產(chǎn)業(yè)化過程，目前海洋能發(fā)電技術(shù)還未達(dá)到這一步。在他看來，一個好的發(fā)電裝置需要做到一級轉(zhuǎn)換效率高，能夠在額定功率下穩(wěn)定發(fā)電，在不具備條件的情況下蓄能發(fā)電。“假如在小波浪條件下，一個裝置每年能有2000小時以上在額定功率下發(fā)電，它是可用的。此后，它還需經(jīng)受長時間的應(yīng)用檢驗。”要達(dá)到這一步，我國的海洋能發(fā)電技術(shù)還有一段路要走。

產(chǎn)業(yè)化推動

2016年12月30日，國家海洋局發(fā)布的《海洋可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，“十三五”期間，我國將堅持自主創(chuàng)新，以顯著提高海洋能裝備技術(shù)成熟度為主線，著力推進海洋能工程化應(yīng)用，夯實海洋能發(fā)展基礎(chǔ)，實現(xiàn)海洋能裝備從“能發(fā)電”向“穩(wěn)定發(fā)電”轉(zhuǎn)變，務(wù)求在海上開發(fā)活動電能保障方面取得實效，加速我國海洋能商業(yè)化進程。

為解決海洋能發(fā)電面臨的技術(shù)難題，實現(xiàn)“十三五”規(guī)劃目標(biāo)，我國海洋能利用領(lǐng)域轉(zhuǎn)變了工作模式，以“專業(yè)化帶動、產(chǎn)業(yè)化推動”為主導(dǎo)思想，在密切產(chǎn)學(xué)研合作的過程中，促進了海洋能產(chǎn)業(yè)鏈的形成。

“以前搞海洋能開發(fā)是研發(fā)單位全包，所有問題自己摸索。現(xiàn)在則用專業(yè)化來帶動，鼓勵研發(fā)單位和產(chǎn)業(yè)上不同階段的單位聯(lián)合開發(fā)。海洋能產(chǎn)業(yè)鏈很長，需要大家各取所長，讓搞海洋能開發(fā)的科學(xué)家專注到一個點上，其他事交給擅長的專業(yè)技術(shù)單位去做。”夏登文介紹。

“‘產(chǎn)業(yè)化推動’是鼓勵企業(yè)投入到技術(shù)研發(fā)里面來，讓企業(yè)牽頭，聯(lián)合推動，從而將技術(shù)實實在在地進行轉(zhuǎn)化。這既包括與民營企業(yè)共同研發(fā)、合作，也不排斥引進國外先進技術(shù)，與少數(shù)有意與我國合作的外企分享經(jīng)驗，少走彎路。”夏登文說，“海洋能開發(fā)很難，很多企業(yè)一開始不知道怎么做，但現(xiàn)在已初見成效。目前一些技術(shù)已實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電，只是不太多，未來我們還要做出更多的成績。”

原標(biāo)題:我國海洋能商業(yè)化應(yīng)用取得突破！