潮汐发电产业发展可行性分析及前景预测

潮汐发电产业发展可行性分析及前景预测 以杭州湾为例 摘要：20世纪70年代的两次能源危机，使人们意识到能源形势的严峻性。如今能源短缺与环境污染问题已成为社会发展的焦点。本文从今年夏季全国性电荒危机出发，结合我国潮汐发电产业现状，具体分析比较在杭州湾发展该产业的自身条件、地理环境、市场需求三方面优劣势，紧接着对潮汐发电产业投资环境、经济效益进行评估分析。根据这些实证性的分析，最后得出在杭州湾发展潮汐发电产业是可行的，并且有着广阔的发展前景空间。随着科技的不断进步和能源资源的日趋紧缺.，可以预测，潮汐发电产业在不远的将来会在全国沿海地区推广并飞速发展。关键词：潮汐发电；分析比较；可行性；前景预测产业背景概述一、2011年全国性电荒大背景今年的电荒始于3月份，最初局限于江苏、浙江和山东等地； 4月份以来东风西渐，湖北、湖南和煤炭大省山西、河南、陕西相继出现电力告急，并逐渐遍布全国。今年我国淡季电荒范围之广、程度之深和开始之早已经大大超过市场预期。根据中电联的预测，后三个季度全国电力供需形势将总体偏紧，特别是迎峰度夏期间电力供应缺口可能进一步扩大，预计缺口在3000万千瓦左右。在此背景下，我们看到传统的火力发电、水力发电已经不能满足人们的正常生活需求了。要解决当前及以后的用电问题，我们必须摒弃高消耗、高污染的传统发电模式，转向开发资源节约型、清洁能源型的发电项目。其中潮汐发电产业就是一种典型的利用取之不尽用之不竭的海洋资源潮汐能来发电的例子。二、我国潮汐发电产业现状我国海洋能资源的开发利用，最早受到关注的是潮汐能、我国利用潮汐发电有近50年的历史是世界上建潮汐电站数量最多的国家 1957年，我国在山东建成第一座潮汐电站 1958年10月水利部和中国科学院在上海召外全国第一次潮力发电会议制定了潮汐资源普查工作要点(草案)及近期潮汐电站建设的意见，组织了第一次潮汐能资源的普查 1959年9月在浙江省临海县汐桥村建成小型潮汐电站，装机容量60千瓦；稍后建成广东省顺德县大良潮汐电站、福建厦门的华美太古潮汐电站、浙江温岭的沙山潮汐电站及象山高塘潮汐电站。20世纪50年代至70年代，群众自力更生、土法上马兴建了42座小型潮汐电站，装机容量500千瓦。70年代初再度出现潮汐发电热潮。目前，全国潮汐电站总装机容量12万千瓦详，年发电量超过1000万千瓦时，仅次于法国、加拿大，居世界第三。这说明我国在潮汐发电产业方面拥有坚实人力基础和雄厚的技术支持，在50多年的发展历程中我们积累了丰富的经验，为推动潮汐发电的产业化奠定了基础。发展潮汐发电产业的优劣势比较一、自身优劣势分析优势： 潮汐能是月球和太阳等天体的引力使海洋水位发生潮汐变化而产生的能量。因此潮汐发电耗用的能源是取之不尽，用之不竭的天然可再生能源。与常规能源发电站相比, 潮汐发电没有水力发电带来的淹没损失, 运行中不消耗燃料, 也没有核电站可能产生的辐射污染。根据1978年第二次全国资源普查（对装机容量在500kw以上的156个海湾和33个河口进行的普查）结果显示：据1982年12月水利电力部规划设计院资料，全国潮汐能资源的理论蕴藏量为1.9 X 108kw，可开发利用的装机容量为2157X104kw，可开发的年电量为618xl08kwh，占世界潮汐能总量的1/10。所以我们应积极发展潮汐能源,将其作为基本负荷电站，应该充分利用资源，发挥多能互补的潜力供电,，推动潮汐发电的规模化和产业化,促进经济可持续发展。劣势： 首先，潮汐电站的出力和发电量主要随着太阳、月球和地球三者运行过程中相对位置不同而变化，具有间歇性、变动性、周期性及可预见性等特点。这就决定了要在某个海域发展潮汐发电产业，必须经过长期的实践调研，包括海域地理特点、潮汐落差及周期和周围环境的实地考察，而这个过程少则花费10多年，多则50年以上都很有可能。所以在前期实践调研方面的投入成本很大，加上后续的发电设备的建设费用就构成了一个庞大的投资项目；其次，潮汐发电的工作原理与常规水力发电的原理类似，它是利用潮水的涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。利用潮汐发电必须具备两个物理条件：首先潮汐的幅度必须大，至少要有几米；第二海岸地形必须能储蓄大量海水，并可进行土建工程。这表明可以利用的潮汐能源条件是非常苛刻的，即使有大面积海域的国家其符合条件的可能只有部分地区的极少面积海域。最后，潮汐发电产业会对海域生态环境造成一定程度影响，如果不采取相关措施，泥沙淤积、旅游景点被破坏、海洋生物生存环境受到威胁、居民生活环境恶化等等问题会呈链条形态出现。 二、杭州湾优劣势分析潮汐电站站址是在对建站地区自然条件和社会经济条件进行系统调查以后，经综合分析比较得出的结果。潮汐电站站址选择主要受潮汐条件、地形和地质条件、综合利用、社会经济条件等方面影响。杭州湾位于浙江省东北部，西起澉浦西三闸断面，东至扬子角镇海角连线，长130千米，宽约27千米，是举世闻名的强潮海湾。综合分析杭州湾自然条件和社会经济条件，可以得出以下结论：优势：（1）潮汐条件：是选择潮汐电站站址的关键因素，潮汐能资源蕴藏量的计算及潮汐电站电能指标的估算都以潮汐条件为基础。杭州湾是一个喇叭形海湾，有资料显示，其蕴藏的潮汐能占全国的40%之多。自上世纪下半叶以来，许多有识之士，多次提出在杭州湾拦坝建库，建设300万和500万千瓦的潮汐电站。（2）地形与地质条件：是影响潮汐电站站址选择的一个重要因素。它关系到潮汐电站的基本建设、运行管理等环节。杭州湾下游濒临东海，上游接纳钱塘江，是典型的河口湾。其河床起伏不大，但是平面收缩剧烈，沿程潮差急剧增大，湾顶澉浦一带是我国潮差最大的海域之一，涨潮潮量达35到50亿立方米。潮汐影响，自下而上，逐渐减弱。枯水大潮，潮波可上溯至富春江水电站下游，距杭州湾湾口287千米，从澉浦起算，感潮河段长193千米。小潮期，潮波一般上溯到闸口一带，距澉浦亦有100千米。（3）综合利用：潮汐电站目前尚处于发展阶段，是不能轻易获利的投资项目，需充分利用电站辖区水、土资源和设备优势、自身技术、因地制宜开展多种经营。我们可以充分利用杭州湾及杭州跨海大桥的优势，大力发展水产养殖、围涂造田、改善交通及旅游业等。这样，在杭州湾的潮汐发电产业就能得到综合利用，不仅会增加经济效益，而且还会大幅度降低工程单位投资。劣势：主要表现在潮汐产业对杭州湾的社会经济及生态环境方面产生的影响，这也是先前许多学者提出在杭州湾建潮汐电站却遭到政府及社会人士质疑的重要原因。（1）潮汐电站站址选择必须综合考虑腹地社会经济状况、电力供需条件以及负荷输送距离等因素。在杭州湾建设发电站是一个投入大、高风险的项目，可能会面临供给需求市场不平衡，投入产出效益差距大等难题。（2）潮汐电站选址和开发时，需充分论证电站建设可能引起的自然生态环境问题。在杭州湾建潮汐发电站可能会造成一系列生态环境问题，包括对海洋生物生存环境的影响、坝前泥沙淤积、海运受阻、钱江潮景观随之消失以及有害两岸海堤防洪等问题。三、市场需求分析浙、闽、沪是我国经济高速增长的地区, 也是常规能源短缺的地区, 就其归属的华东地区大范围而言, 工农业产值约占全国的1 /3，而常规能源占全国的比重是煤炭为61.8% , 陆上石油为16%, 水力为31.6% , 能源不足严重制约了该区的经济发展。据报道，2011年夏季浙江杭州电网网供最高需求在910万千瓦左右，同比增长14.1%，全社会最高负荷在970万千瓦左右，最大缺口为115万千瓦。今夏上海最大用电负荷将比去年增长7%左右，达到2800万千瓦，如果出现连续极端高温天气则可能达到2850万千瓦。而上海本地机组的发电能力约1870万千瓦；在没有电网备用的情况下，最大可用负荷仅为2760万千瓦，存在最高近100万千瓦的缺口。上海用电总体情况呈“紧平衡”状况，由于电网建设受阻，个别时段、局部地区供电“卡脖子”现象将依然严重。近期新闻显示，我国东部沿海地区同样产生了像浙江、上海地区的用电缺口。随着长三角地区企业数量的增加及规模的扩大，淡季电荒现象及企业用电缺口问题迫切要求我们转变发电模式，用更清洁、更有效率的能源来供电。而杭州湾发展潮汐产业利用海湾蕴藏丰富的潮汐能源，正好可以解决这些问题，其供电主要面向杭州、上海、江苏、宁波、福建等附近经济相对发达地区。潮汐发电产业经济效益分析 潮汐发电项目的经济效益主要受到以下因素的影响：(1)各级政府对项目在资金上和政策上的扶持程度。(2)埋设水轮机海域内的潮流水文、海底地质的条件。 (3)投资与设立发电站的规模。 (4)发电站设计和建造的技术水平。一、社会宏观环境分析：（1）国家政策：自全球金融危机爆发以来，中国在全力保增长的同时，结构调整的步伐不慢反快，特别是对能源结构的优化明显提速。不仅仅是风电，核电、太阳能、海洋能等清洁能源的也以加速度形式发展。潮汐能发电产业是国家鼓励发展的重要清洁能源产业之一，符合十二五规划中描述的，新能源产业会得到国家财政、税收、金融等全方位的政策扶持，这些扶持政策将与战略性新兴产业的相关政策保持一致，帮助企业解决初始阶段的资金问题，逐步明确其发展路线，从原来的国外市场出口导向的发展模式向满足国内市场需求导向的模式转变，并明确规模化发展还是分散式供应的路线选择。（2）地方性政策：在杭州湾发展潮汐发电产业符合杭州政府以“低碳经济”为主题的积极寻求清洁能源与环保产业的政策措施。2010年10月14日杭州市副市长佟桂莉出席“第四届中国（杭州）国际清洁能源与环保产业展览会”开幕式并致辞“资源短缺、能源紧张、生态破坏是城市发展过程中面对的共同问题。杭州是一座没有矿产资源的城市，是一座环境承载度非常有限的城市，我们深感环境保护、发展绿色经济、走可持续发展之路的极端重要性。”当然，目前资源保护和新能源的开发一直是每个城市的讨论热点，上海、江苏、宁波等地都有相关保护性政策的出台和落实。二、 投资环境分析：参考国外的模式，在中国投资建设潮汐发电站也需要政府与民间的力量相结合。在供电紧张或需要作供电的电网调配的杭州湾地区， 主要使用民间的资金建设潮汐发电站，政府则尽可能地从资金、税务等政策方面协助。在建设电站的早期阶段， 不妨直接引进西方的技术，在完成工程项目中， 学习、领会、贯通该技术要领，在此基础上， 再“发扬光大”， 形成符合中国国情的自主技术。在杭州湾这一个试点成功之后，就可以在所有合适的地点，大规模地兴建潮汐发电站， 最终使潮汐发电成为国家电网中不可或缺的供电主力。发展趋势及前景预测潮汐能是一种洁净无污染、蕴藏量丰富的可再生新能源。我国海岸线漫长曲折，沿海多港湾、岛屿 大陆海岸线长达16 1349km，岛屿岸线长1l 6739km，都蕴藏着丰富的潮汐能源。据1985年刊布的全国潮汐资源普查报告载，浙江、福建沿海及长江口的可开发潮汐能装机容量占到全国总量的92，装机规模在50万kW 以上的大型潮汐电站库址均在这一范围内。自北向南，计有长江13北支，浙江的杭州湾、象山湾、三门湾和乐清湾，福建的东吾洋、三都沃、罗沅湾、兴化湾和湄州湾等处，集中了全国可开发潮能资源量的768。据普查，我国可开发的潮汐能约达620亿kWha，而至今开发的潮汐能源不足可开发量的千分之一。与此相对的是，全球电力市场到2000年已达8 000亿美元并继续呈上升趋势。但是，仍有2亿人的用电需求得不到满足，发展中国家的用电量以每8年翻一番的速度在增长。在满足用电需求的同时，降低石油等非再生资源的消耗，减少环境污染，开发新型环保电站迫在眉睫。而发展潮汐产业，开发和利用潮汐能，对于环境保护和缓解我国能源危机具有重大意义。经过多年来对潮汐电站建设的研究和试点，在潮汐电站站址选择、开发方式选择等方面的技术上日趋成熟，而且在降低成本。提高经济效益方面也取得了很大进展，潮汐发电产业前景广阔。总之，潮汐能作为一种清洁、可再生能源，开发潜力巨大，发展和推广潮汐发电产业前景广阔。参考文献：1 赵雪华