中國波浪能發(fā)電的商業(yè)化之路

葡萄牙地理能源總司近日發(fā)表的新能源報告顯示，該國Waveroller波浪能發(fā)電機已在去年8月在佩尼什巴萊奧海域正式下水，目前已開始運行發(fā)電。

然而，對波浪能資源“先天不足”的中國而言，大規(guī)模的并網(wǎng)發(fā)電并不是波浪能研究的最終目的。中國科學院廣州能源研究所海洋能實驗室研究員游亞戈接受指出，在特殊場合如海島、島礁等地，以及為專業(yè)設備供電，將是未來我國波浪能發(fā)電的主攻方向。

自上世紀70年代初起，一些國家的科研工作者開始研究如何將波浪能的能量轉化為電能。到70年代末期，中國也加入了這項研究的行列。1988年進入中國科學院廣州能源研究所工作至今的游亞戈，一直從事著波浪能研究的工作。

中國波浪能發(fā)電先天不足

據(jù)了解，全球波浪能資源最好的區(qū)域集中在大洋東部、南北緯度30~60度之間的西風帶；其他海域風力較弱且不穩(wěn)定，波浪資源不如西風帶豐富。西風帶內(nèi)的風由西往東吹，途經(jīng)整個大洋，能造出很長的波浪，所以大洋東側的波浪能比西側要好得多。

縱觀全球，處在大西洋東側的英國、西班牙、挪威、南非，太平洋東側的美國、加拿大、智利，印度洋東側的澳大利亞、新西蘭等國成為波浪能得天獨厚的獲益者，而且這些國家的定向風也常年保持穩(wěn)定。這些區(qū)域是波浪能資源最好的地區(qū)，所以其發(fā)電成本也比較低，它們研究的主攻方向多為大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電。

目前全球范圍內(nèi)最具市場前景的波浪能發(fā)電裝置有英國研發(fā)的Oyster、美國的PowerBuoy等。相比之下，我國的波浪能資源則顯得“先天不足”。我國沿海的波浪受季風影響而形成，不僅刮風的時間短、強度小，而且海面也非常狹窄。雖然我國從東北到西南沿海海域很長，但由于韓國、日本、琉球群島、菲律賓等島嶼的一路遮擋，實際上中國海域基本處于內(nèi)海的位置。

雖然我國大陸海岸線長達1.8萬公里，但波浪能最好的區(qū)域只集中在浙江、福建、廣東和臺灣等地。我國沿海每米波浪能年平均功率為3~7千瓦，而歐洲較好的國家每米高達20~100千瓦。與它們相比，中國的波浪能年平均密度小了不止一個量級。

但在許多海上特殊供電場合，波浪能是最廉價與最便捷的能源，即使我國波浪能資源再弱也有相應的市場。另一個原因是，科研不能僅限于中國自身的需求，而是要將眼光放之于全球。比如說，風機研發(fā)技術全球領先的德國，其國內(nèi)的風能資源其實也并不十分豐富。如果中國的技術能達到國際領先水平，可以將好產(chǎn)品與設備銷往全世界。

波浪能發(fā)電商業(yè)化仍有距離

我國于1979年開展波浪能發(fā)電研究以來，積極向英國、日本等國家學習波浪能理論，進行系統(tǒng)研究，并于1986年進入應用階段。在1984年造出了為航標燈供電的10瓦小樣機，目前已成為商業(yè)化的波浪能發(fā)電裝置。這是現(xiàn)在我國在國際波浪能領域影響力最大的產(chǎn)品，日本的航標公司都購買了該產(chǎn)品。

迄今為止，我國已設計建成十幾個各種千瓦級的波浪能發(fā)電裝置樣機�，F(xiàn)階段的樣機主要為漂浮在海面上的裝置，之前多為固定在海邊的樣機。未來10年漂浮在海里的裝置將是發(fā)展主流，岸邊裝置屬于初級研發(fā)，最終能走到海中間的裝置才是成熟技術。與其他能源相比，盡管波浪能在我國已初步具有商業(yè)價值，但距離最終商業(yè)化仍有一定距離。

在游亞戈看來，外界所關注的波浪能何時并網(wǎng)發(fā)電，并不是中國波浪能商業(yè)化的標志。目前波浪能并網(wǎng)發(fā)電的技術并不復雜，但我國能流密度僅為歐洲的1/10，導致現(xiàn)階段發(fā)電成本高達每度5~6元，與風能、太陽能等相比明顯缺乏競爭力。盡管波浪能發(fā)電技術在進步，但在中國這樣能流密度較低的國家，僅依靠提高效率、降低成本是不可能使其發(fā)電成本降到電網(wǎng)收購電價之下的。

高效率和高可靠性對降低發(fā)電成本不可或缺。在波浪能豐富的區(qū)域，提高可靠性可能比提高效率更重要。但在中國這種波浪能流低的區(qū)域，不提高發(fā)電效率，只提高可靠性，是無法降低發(fā)電成本的。

我國波浪能發(fā)展需要足夠的耐心

從2006年開始，科技部、國家自然科學基金委開始加大對海洋能研發(fā)的投入。特別是2010年財政部、國家海洋局聯(lián)合出臺了《海洋可再生能源專項資金管理暫行辦法》，針對海洋能領域的投入高達2億多元，其中相當部分用于波浪能項目。這對我國波浪能技術的發(fā)展起到了很好的促進作用。不過，也由此帶來了一些問題。

資金多了，吸引了眾多的團隊投入波浪能研究，研究人員的數(shù)量一下增長了10倍。然而，許多團隊只有一些初步想法，缺乏研究基礎，而一個項目的執(zhí)行期只有2年。讓一些從來沒有研究過波浪能的人在2年內(nèi)研發(fā)出10千瓦的發(fā)電裝置這就好比讓一個嬰兒勉強去做少年人才能做到的事情，難度太大。

在現(xiàn)階段，游亞戈認為波浪能研究資金已非常充足，關鍵是要將資金合理地投入到適合的地方�！拔医ㄗh將資金分成等級。對于有能力的團隊，可給予經(jīng)費研發(fā)波浪能裝置；對于還沒有能力承擔波浪能裝置研發(fā)的團隊，可以獲得基礎理論研究或某些技術的研發(fā)資助。資金的發(fā)放一定要與任務相匹配，并且要長期給予支持�！�

游亞戈指出，未來5年將是我國波浪能發(fā)展的飛躍期，但對波浪能研發(fā)要有足夠的耐心。因為波浪能轉換的力學過程非常復雜，建立數(shù)學方程容易，而準確求解還無法真正做到。