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藍(lán)色低碳能源寶庫 海洋能助力實現(xiàn)“碳中和”
2022年05月24日 09:28:16
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點擊量：4886
海洋能這種以以海水為介質(zhì)，有著潮汐、海流、波浪等物理海洋能量，以及河流和海洋交匯處的鹽度差以及深層與表層海水之間的溫度差等產(chǎn)生的能量，有著清潔和可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢，并且其理論儲量是全球各國每年耗能量的幾百倍甚至幾千倍。
【化工儀器網(wǎng) 時事熱點】今年是推動落實“十四五”規(guī)劃、實現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)新進步的重要一年，做好生態(tài)環(huán)境保護工作意義重大。而目前全球能源格局已經(jīng)開始發(fā)生改變，新一輪的能源轉(zhuǎn)型聚焦清潔、低碳、智能和高效的可再生能源。
地球上的海洋面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大陸面積，是地球上最廣闊的水體。海洋是一個巨大的能源寶庫，許多能源都蘊藏在海洋之中。海洋能這種以以海水為介質(zhì)，有著潮汐、海流、波浪等物理海洋能量，以及河流和海洋交匯處的鹽度差以及深層與表層海水之間的溫度差等產(chǎn)生的能量，有著清潔和可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢，并且其理論儲量是全球各國每年耗能量的幾百倍甚至幾千倍。
2017-2020年，全球海洋能市場融資規(guī)模逐年上升。其中2020年全球海洋能市場的融資金額達到3.6億美元，相較2019年增長9%。而根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2020年，全球累計裝機容量最大的水能，裝機量達到1170GW，占全球新能源裝機容量的41.30%；而海洋發(fā)電在可再生能源發(fā)電中所占比例最小，僅有0.02%。
可以看出，海洋能源的資源潛力空間很大，近些年來，海洋能市場越來越受到沿海國家的重視，海洋能的開發(fā)和利用不僅能夠服務(wù)于海洋資源開發(fā)，緩解能源緊缺，還能夠?qū)⑵渥鳛?strong>戰(zhàn)略資源進行技術(shù)儲備。但在開發(fā)海洋能上，也仍然存在著大量的問題。
潛力空間巨大的海洋能
海洋能中所蘊含的能源主要包括潮汐能、潮流能、波浪能、溫差能以及鹽差能等。按照能量儲存形式的不同，海洋能可以分為三類：一是海洋機械能，其中包括潮汐能、潮流能、波浪能；二是海洋熱能，其中包括溫差能；三是海洋物理化學(xué)能，包括鹽差能。
潮汐洶涌澎湃卷潮而來的磅礴氣勢，其中還蘊含著巨大的能量。潮汐能指的是漲潮和落潮過程中所產(chǎn)生的勢能，其強度通常和潮頭數(shù)量以及落差有關(guān)?，F(xiàn)代潮汐能主要是利用在潮汐能發(fā)電，在海灣、河口等有利地形上建筑水堤，形成水庫，以便能夠大量儲蓄海水，通過水輪發(fā)電機組進行發(fā)電。
潮流能是指海水流動的動能，主要是海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動。風(fēng)力的大小和海水密度的差異是產(chǎn)生海流的主要原因。與其他可再生能源，潮流能有著規(guī)律性強、能量密度大以及潮流發(fā)電水輪機在海平面下不占用陸地面積、不影響景觀、對周圍海洋生態(tài)影響小的優(yōu)勢。
海洋表面的波浪所具有的動能和勢能就是所謂的波浪能。事實上，波浪能是海洋能中最不穩(wěn)定的一種能源，但分布廣、能流密度大，我國波浪能技術(shù)立足自主創(chuàng)新，先后研制各類型波浪能裝置幾十余個，還建立了一批波浪能示范電站，在波浪能發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)研究方案中還取得了重大突破。
溫差能是指以表、深層海水的的溫度差的形式所儲存的海洋熱能，其能量的主要來源是蘊藏在海洋中的太陽輻射能。溫差能有著穩(wěn)定、全時段以及可再生等優(yōu)點。不過溫差能發(fā)電及綜合利用是在溫差能開發(fā)技術(shù)及裝備的發(fā)展過程中復(fù)雜程度最高的。
海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間所產(chǎn)生的化學(xué)電位差能就是鹽差能，同時鹽差能也是海洋能中能量密度最大的一種。鹽差能主要存在河海交匯處，也就是江河入?？?，我國地域廣闊、河流眾多，鹽差能的蘊藏量十分豐富。
開發(fā)海洋能困難重重
但事實上，目前很多海洋能至今也沒有被利用起來。目前我國還面臨著技術(shù)裝備落后、專業(yè)人才缺乏、開發(fā)進程緩慢等問題，海上平臺建設(shè)長期依賴于國外技術(shù)，其自主創(chuàng)新和裝備制造能力提升也較為緩慢。例如鹽差能，在滲透壓發(fā)電技術(shù)上，需要建立落差很大的壩，蒸汽壓發(fā)電技術(shù)則需要建流量很大的管路和汽輪機，其施工和成本都是問題所在。
前幾十年我國在海洋能資源開發(fā)利用的過程中，主要是在海洋能發(fā)電技術(shù)的研究和應(yīng)用上進行了相關(guān)工作，但在如何發(fā)揮海洋優(yōu)勢，圍繞海洋能發(fā)電技術(shù)的開發(fā)以及積極開展海洋能資源的綜合利用方面，也暫未形成統(tǒng)一方案。
并且目前盡管我國已有許多相關(guān)部門逐漸開始涉足海洋能資源的開發(fā)利用，但仍然缺乏整體規(guī)劃和部署，力量較為分散，難以形成整體優(yōu)勢，在開發(fā)布局、發(fā)展優(yōu)先次序、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、人才培養(yǎng)、資金投入等建設(shè)方面出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象。
多方面攻克難題 聚焦海洋能發(fā)展
潮差能、潮流能和波浪能是未來海洋能重點發(fā)展方向。通過制定海洋能發(fā)展規(guī)劃，提出海洋能發(fā)展的階段性目標(biāo)任務(wù)，能夠有效促進海洋能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。國務(wù)院原則同意《“十四五”海洋經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，要求加強組織領(lǐng)導(dǎo)，明確工作責(zé)任，創(chuàng)新體制機制，發(fā)揮自身優(yōu)勢，堅持陸海統(tǒng)籌，以陸促海、以海帶陸。并圍繞建設(shè)現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)體系、打造可持續(xù)海洋生態(tài)環(huán)境、深度參與全球海洋治理等方面重點推進，加速建設(shè)中國特色海洋強國。
近段時間，我國瞄準(zhǔn)國際海洋能技術(shù)的前沿和關(guān)鍵核心領(lǐng)域，加快對專業(yè)基礎(chǔ)人才的培養(yǎng)，加強對優(yōu)秀學(xué)科帶頭人、優(yōu)秀青年人才和創(chuàng)新團隊的培養(yǎng)支持，提高碳達峰碳中和相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。科技部發(fā)布“可再生能源與氫能技術(shù)”國家重點研發(fā)計劃，支持有關(guān)海洋能高效轉(zhuǎn)換機制、關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研究。
各省緊隨政策腳步，對海洋能相關(guān)項目給予資助及補貼，研究并出臺相關(guān)適宜的財稅優(yōu)惠和風(fēng)險投資等政策，以相關(guān)獎勵及補貼等方式來引導(dǎo)社會資本投入，不斷鼓勵企業(yè)自主創(chuàng)新，建立成果轉(zhuǎn)化基地，持續(xù)推進海洋能產(chǎn)業(yè)化進程。
海洋能源開發(fā)利用快速發(fā)展，成為助力實現(xiàn)我國“雙碳”目標(biāo)的藍(lán)色路徑。同時，我國也在不斷加強與海洋能技術(shù)發(fā)達地區(qū)的交流合作，持續(xù)推動國家層面實施海洋能國際科技合作項目，持續(xù)引進國際前沿技術(shù)，以能夠提升我國海洋能技術(shù)水平，并逐漸形成適應(yīng)我國海域特點的技術(shù)優(yōu)勢。在技術(shù)不斷交流合作的基礎(chǔ)上，逐漸制造出適應(yīng)我國海域特點的海洋能技術(shù)裝備，以不斷推進我國海洋能資源的運用。
從我國實施的一系列氣候變化戰(zhàn)略、措施和行動能夠得知，海洋能的開發(fā)已經(jīng)不僅僅是研究和建設(shè)成本上的問題，而更多的是該思考如何提高海洋能利用技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性，讓海洋能發(fā)電能夠在商業(yè)上真正具有應(yīng)用前景。而海洋能的開發(fā)利用，也必將成為我國沿海社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、快速、健康的發(fā)展提供可靠、經(jīng)濟和清潔的新能源。
(資料參考來源：前瞻網(wǎng)、中國工程科學(xué)、科技日報、中國自然資源報、百科、知網(wǎng)等)
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