“雙碳”背景下我國海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路徑探析
國家海洋技術(shù)中心
近年來，海洋可再生能源越來越受到世界各國的重視，我國擁有漫長的海岸線和數(shù)量眾多的海島，推進(jìn)海洋能源的可持續(xù)發(fā)展有利于推動(dòng)我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)我國能源轉(zhuǎn)型有著重大影響。
開發(fā)和利用海洋可再生能源的重要意義
1.應(yīng)對(duì)氣候變化，達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)。2020年9月22日，中國在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)上正式提出“雙碳”目標(biāo)，力爭在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。
2.海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，是我國發(fā)展海洋生態(tài)文明的必然要求。發(fā)展海洋能對(duì)我國海洋發(fā)展戰(zhàn)略、海島開發(fā)、生態(tài)保護(hù)和海洋資源管制等具有重要意義。我國海岸線長、海島眾多，海洋能開發(fā)對(duì)于解決沿海邊遠(yuǎn)地區(qū)的能源需求十分有利，尤其是在沒有電力供應(yīng)的海島上實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)。
3.海洋能是一種典型的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其業(yè)務(wù)范圍廣、產(chǎn)業(yè)鏈長、技術(shù)含量高。2019中國海洋經(jīng)濟(jì)博覽會(huì)開幕之際，習(xí)近平總書記在賀信中指出，“海洋是高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略要地。要加快海洋科技創(chuàng)新步伐，提高海洋資源開發(fā)能力，培育壯大海洋戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。”可見我國海洋能隨著戰(zhàn)略地位和經(jīng)濟(jì)地位的不斷提高，其相關(guān)技術(shù)行業(yè)的發(fā)展也將受益匪淺。
我國海洋可再生能源類型及資源分布
潮汐能
我國潮汐能資源主要分布在沿海地區(qū)，以福建和浙江為主，主要分布在杭州灣和長江口，其次是長江口北支（屬上海和江蘇）和遼寧、廣東，其他省區(qū)則較少。經(jīng)過50多年的發(fā)展和實(shí)踐，我國已經(jīng)建成了70多座潮汐電站，在規(guī)劃設(shè)計(jì)、裝備制造、施工運(yùn)營等各方面積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，具有發(fā)展百萬千瓦級(jí)潮汐電站的技術(shù)條件。2010年開始，在國家海洋能專項(xiàng)計(jì)劃的支持下，我國完成了多個(gè)百萬千瓦級(jí)潮汐電站的可行性研究，實(shí)現(xiàn)了潮汐發(fā)電設(shè)備的優(yōu)化和開發(fā)，并在江夏潮汐電站擴(kuò)建工程中得到有效應(yīng)用，同時(shí)針對(duì)新的潮汐能技術(shù)展開了更加深入的研究。
潮流能
潮流能資源分布以浙江為最多，約占全國的二分之一以上，其次是臺(tái)灣、福建、遼寧等省份，約占全國總量的42%。目前，我國有30多個(gè)潮流設(shè)備正在研制中，其中10多個(gè)已經(jīng)通過了海上試驗(yàn)。例如：2016年8月15日，LHD-3.4兆瓦模塊化潮流能發(fā)電機(jī)組一期（1兆瓦）成功發(fā)電運(yùn)行。同時(shí)，在實(shí)際海洋環(huán)境中運(yùn)行的電力系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、功率特性等方面仍然存在著一些問題。目前國內(nèi)潮流能技術(shù)研發(fā)主要集中在提高功率轉(zhuǎn)換效率、降低發(fā)電成本、提高可靠性和維護(hù)能力等方面。
波浪能
我國波浪能密度分布，以浙江中部、臺(tái)灣、福建省海壇島以北、渤海海峽為最高，其次是西沙、浙江的北部和南部，福建南部和山東半島南岸等能源密度也較高，資源也較豐富，其他地區(qū)波浪能能流密度較低，資源蘊(yùn)藏也較少。經(jīng)過多年的發(fā)展，波浪能技術(shù)在自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，開發(fā)了40多種不同的波浪能裝置，達(dá)到了百千瓦級(jí)的裝機(jī)容量（如國家海洋技術(shù)中心的擺式波浪能裝置、中國科學(xué)院廣州能源研究所的鴨式、鷹形波浪能設(shè)備等），并在波浪能的核心技術(shù)研究上取得重要突破。舉例來說，裝機(jī)容量300千瓦的“萬山”風(fēng)電場(chǎng)已經(jīng)在珠海的萬山島進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)海上試驗(yàn)，總發(fā)電量達(dá)30000千瓦時(shí)，為珠海萬山島的建設(shè)提供了充足的電能。從整體上來看，目前我國的波浪能技術(shù)正朝著更加先進(jìn)的方向發(fā)展，但從海上試驗(yàn)的結(jié)果來看，在發(fā)電功率等方面仍需進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。
我國海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展存在的問題
關(guān)鍵技術(shù)薄弱
我國在海洋能源領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)缺乏自主創(chuàng)新能力，許多關(guān)鍵技術(shù)仍處在“跟跑”的狀態(tài)。在海試之前，很多海洋能源設(shè)備都沒有進(jìn)行足夠的實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)試驗(yàn)，從而導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備不具備良好的穩(wěn)定性，并且在試驗(yàn)過程中還需要做好設(shè)備的維修和維護(hù)工作，進(jìn)一步增加了設(shè)備研發(fā)成本，對(duì)示范成效也產(chǎn)生一定影響。此外，我國單個(gè)機(jī)組的總發(fā)電量偏低，與發(fā)達(dá)國家相比仍存在一定差距。
激勵(lì)政策和產(chǎn)業(yè)鏈不完善
海洋能源技術(shù)研發(fā)存在著較大潛在風(fēng)險(xiǎn)，需要高昂的成本支出，我國目前尚缺少有效激勵(lì)政策來支持海洋能源技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要，對(duì)于相關(guān)企業(yè)支持力度不足，對(duì)海洋能源技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的推動(dòng)力不足，海洋能源產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善，上游技術(shù)研發(fā)占比較大，下游裝備制造、工程建設(shè)、并網(wǎng)運(yùn)行的比重則明顯偏低。
“雙碳”背景下
我國海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路徑
加強(qiáng)國際交流，突破關(guān)鍵技術(shù)
首先，為加速專業(yè)建設(shè)，在高校開設(shè)海洋能源科學(xué)課程，并支持各高校加快建設(shè)國家海洋能源重大專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室和多學(xué)科交叉的創(chuàng)新平臺(tái)，對(duì)新的海洋能源技術(shù)理論進(jìn)行深入探討，并在此基礎(chǔ)上解決了能源轉(zhuǎn)換效率、可靠性、測(cè)試與評(píng)估等問題，提高設(shè)備技術(shù)的成熟性；其次，通過實(shí)施相關(guān)的獎(jiǎng)勵(lì)措施以加速人才的培養(yǎng)，加大對(duì)學(xué)科帶頭人、青年人才和創(chuàng)新隊(duì)伍的扶持力度；加強(qiáng)海洋能源標(biāo)準(zhǔn)的建立，對(duì)海洋可再生能源技術(shù)研究和開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化；最后，加強(qiáng)以企業(yè)為主導(dǎo)的自主研發(fā)，以掌握海洋能技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)，建設(shè)一批海洋能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和中試基地，搭建研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)對(duì)接的平臺(tái)以分享科研經(jīng)驗(yàn)；通過產(chǎn)學(xué)研合作對(duì)其進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，以提高技術(shù)成熟度，加快我國海洋能源設(shè)備走向大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
同時(shí)，為了在技術(shù)上形成符合國內(nèi)海洋能特征的有利條件，應(yīng)當(dāng)積極在全國范圍內(nèi)開展海洋能源先進(jìn)領(lǐng)域的國際科研合作，引入世界先進(jìn)技術(shù)，并加大“一帶一路”沿線各國的技術(shù)交流與合作力度，生產(chǎn)適合于沿海地區(qū)的海洋能源技術(shù)設(shè)備，以達(dá)到技術(shù)出口和示范作用，從而為海洋能源技術(shù)和行業(yè)走出國門打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
實(shí)現(xiàn)投資主體多元化
海洋可再生能源技術(shù)的研究開發(fā)具有周期長、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大等特征。海洋可再生能源要想實(shí)現(xiàn)從試驗(yàn)階段到商業(yè)化轉(zhuǎn)變的目的，就必須解決高成本問題，因此，如何找到一條可行的道路，最大程度提高海洋可再生能源的利用效率，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)成為海洋能產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)重要研究方向。要達(dá)到這一目的，應(yīng)該遵循政府財(cái)政投入為主、社會(huì)多元化投入為輔的基本原則，持續(xù)開展并發(fā)揮海洋能專項(xiàng)基金在推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新、提升公共服務(wù)能力、加強(qiáng)示范應(yīng)用等方面的帶動(dòng)作用，并逐步實(shí)現(xiàn)由項(xiàng)目補(bǔ)貼向裝備制造獎(jiǎng)勵(lì)、電價(jià)補(bǔ)貼等多種方式的轉(zhuǎn)變。
由于海洋能特別是波浪能發(fā)電方面，存在著建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)高、防漏防壓、防海水腐蝕等諸多問題，使得開發(fā)費(fèi)用過高，單一投資機(jī)構(gòu)難以涉足。美國、英國對(duì)此問題主要是采取了投資主體多元化的辦法加以解決。例如，美國新澤西州的海洋能源科技公司，與11家美國和州公司以及3家非政府利益有關(guān)者一起，在俄勒岡州里茲波特沿岸建設(shè)了一座1500千瓦的風(fēng)能發(fā)電站。我國在海洋資源的開發(fā)與利用上，可以充分借鑒歐美國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以突破海洋能投資的“瓶頸”，給予一定的綠色信貸激勵(lì)政策，充分利用民間資本，并拓寬投資渠道，將風(fēng)險(xiǎn)分散到市場(chǎng)上；實(shí)施進(jìn)口、銷售的增值稅等合適的稅收優(yōu)惠制度，通過采取多種形式的財(cái)政措施，如給予優(yōu)惠、延期償還等促進(jìn)投資主體的參與，鼓勵(lì)企業(yè)自主創(chuàng)業(yè)，通過對(duì)設(shè)備生產(chǎn)、電力行業(yè)的扶持，建設(shè)科技創(chuàng)新基地，使海洋可再生能源發(fā)展成為一種積極的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
分類開展并網(wǎng)電價(jià)的實(shí)踐探索
電價(jià)既是一只“無形的手”，又是最優(yōu)化電網(wǎng)資源分配的神經(jīng)中樞。2006年1月國家發(fā)展改革委發(fā)布的《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆修k法》，明確了可再生能源發(fā)電價(jià)格的兩種形式，即政府定價(jià)和政府指導(dǎo)價(jià)。政府指導(dǎo)價(jià)即通過招標(biāo)確定的中標(biāo)價(jià)格?？稍偕茉窗l(fā)電價(jià)格高于當(dāng)?shù)孛摿蛉济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)的差額部分，在全國省級(jí)及以上電網(wǎng)銷售電量中分?jǐn)偂?
我國江廈潮汐能試驗(yàn)電站至今已運(yùn)行了近30年，積累了大量的一手資料可供參考。但由于當(dāng)前階段，我國仍然以傳統(tǒng)的能源如石油和煤炭為主，海洋能發(fā)電項(xiàng)目包括潮汐能，尚未出臺(tái)明確的電價(jià)和補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)悉，國網(wǎng)浙江電力以2.58元/千瓦時(shí)的價(jià)格全額收購了江廈潮汐試驗(yàn)電站的發(fā)電，經(jīng)測(cè)算，江廈潮汐試驗(yàn)電站的綜合發(fā)電成本為1.83元/千瓦時(shí)（該成本為折算旅游及綜合開發(fā)利用收益后的成本），因此江廈電站每售一度電的利潤約在0.75元左右。目前江廈電站的年發(fā)電量約為每年700萬千瓦時(shí)，通過售電江廈電站的年收益可達(dá)500萬元。但一直以來，國網(wǎng)浙江電力未就江廈潮汐試驗(yàn)電站項(xiàng)目向國家申請(qǐng)可再生能源電價(jià)附加收入補(bǔ)貼。浙江地區(qū)的火電脫硫標(biāo)桿電價(jià)為0.457元/千瓦時(shí)，因此按電網(wǎng)公司的購電成本核算，江廈電站電價(jià)超過火電電價(jià)需要補(bǔ)貼的部分約為2.1元/千瓦時(shí)，每年約1400萬的電價(jià)差額目前是全部由電網(wǎng)公司自行負(fù)擔(dān)解決的。
2019年6月，浙江LHD潮流能項(xiàng)目臨時(shí)上網(wǎng)電價(jià)獲得浙江省發(fā)展改革委批復(fù)，參考潮汐能上網(wǎng)電價(jià)，臨時(shí)收購電價(jià)為2.58元/千瓦時(shí)。該項(xiàng)目為我國首個(gè)獲得臨時(shí)上網(wǎng)電價(jià)的海洋能工程示范項(xiàng)目。由此可見，對(duì)于包括潮汐能在內(nèi)的海洋能發(fā)電項(xiàng)目，建立完善的成本與價(jià)格分?jǐn)倷C(jī)制，制定合理的電價(jià)及補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)十分必要。過低的電價(jià)會(huì)嚴(yán)重打擊項(xiàng)目業(yè)主單位的積極性，而電價(jià)定得較高又會(huì)給國家資金或省級(jí)電網(wǎng)企業(yè)帶來一定負(fù)擔(dān)。
制定國家級(jí)海洋能發(fā)展規(guī)劃
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求越來越大，對(duì)可持續(xù)發(fā)展提出了更高的要求，傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)和粗放的發(fā)展方式已經(jīng)不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，所以為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)可再生能源的重視，持續(xù)優(yōu)化和改進(jìn)能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)我國可再生能源等重要戰(zhàn)略性新興行業(yè)的良好發(fā)展。
我國的溫差能以南海地區(qū)為例，假設(shè)7%的換熱器效率、50%的設(shè)備運(yùn)行時(shí)間、10%的溫差資源利用率，溫差發(fā)電技術(shù)可利用能力在13億千瓦到14億千瓦之間。潮汐能以杭州灣為例，錢塘江的潮汐落差可達(dá)9米。據(jù)估算，單長江口北段可建成80萬千瓦的潮汐電站，年發(fā)電量達(dá)23億千瓦時(shí)，與新安江、富春江等地的總發(fā)電量相當(dāng)；錢塘江河口可建設(shè)500萬千瓦的潮汐電站，年發(fā)電量超過180億千瓦時(shí)，是新安江水電站的10倍左右?？梢?，我國可再生能源的發(fā)展?jié)摿艽?，如何?duì)這些可再生能源開發(fā)利用進(jìn)行跨區(qū)域的合理化布局，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，特別是發(fā)展生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，是一個(gè)值得思考的問題。因此，必須建立一個(gè)統(tǒng)一的能源機(jī)構(gòu)占據(jù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)，來管理這些區(qū)域間的可再生能源，并在此基礎(chǔ)上，提出國家海洋可再生能源的發(fā)展戰(zhàn)略，研究制訂海洋能發(fā)展的中長期發(fā)展戰(zhàn)略和路線圖，盡快出臺(tái)海洋能發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃，明確能源開發(fā)的階段性目標(biāo)，強(qiáng)化海洋能源發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)，避免重復(fù)投資和產(chǎn)業(yè)同構(gòu)造成的惡性競爭、資源浪費(fèi)和環(huán)境損害，使沿海可再生資源得到有序的開發(fā)和利用，從而達(dá)到開發(fā)和保護(hù)海洋資源的目的。
結(jié)語
可持續(xù)發(fā)展是國家長期發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略性選擇，黨中央、國務(wù)院十分重視海洋可再生能源的持續(xù)發(fā)展。在“雙碳”背景下，如何促進(jìn)我國海洋可再生能源的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展是當(dāng)前階段需要重點(diǎn)解決的問題。近年來，各沿海國家都在制訂和執(zhí)行海洋發(fā)展的策略與計(jì)劃，將海洋能源列入國家海洋發(fā)展的重大任務(wù)之中。根據(jù)國家穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生的總體要求，要以海洋能專項(xiàng)基金作為支撐，確保東部區(qū)域的能源供應(yīng)，進(jìn)一步加強(qiáng)海洋能源的開發(fā)利用效率，做好海洋能源利用戰(zhàn)略布局，為我國沿海地區(qū)的工業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。
