“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，推進海洋能源的可持續(xù)發(fā)展有利于推動我國社會和經(jīng)濟發(fā)展，對我國能源轉(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)對氣候變化，達到節(jié)能減排目標(biāo)。2020年9月22日，中國在第七十五屆聯(lián)合國大會上正式提出“雙碳”目標(biāo)，力爭在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。
2.海洋經(jīng)濟的發(fā)展，是我國發(fā)展海洋生態(tài)文明的必然要求。發(fā)展海洋能對我國海洋發(fā)展戰(zhàn)略、海島開發(fā)、生態(tài)保護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)對于解決沿海邊遠地區(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)濟博覽會開幕之際，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)?！笨梢娢覈Ｑ竽茈S著戰(zhàn)略地位和經(jīng)濟地位的不斷提高，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)展和實踐，我國已經(jīng)建成了70多座潮汐電站，在規(guī)劃設(shè)計、裝備制造、施工運營等各方面積累了豐富經(jīng)驗，具有發(fā)展百萬千瓦級潮汐電站的技術(shù)條件。2010年開始，在國家海洋能專項計劃的支持下，我國完成了多個百萬千瓦級潮汐電站的可行性研究，實現(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建工程中得到有效應(yīng)用，同時針對新的潮汐能技術(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，其次是臺灣、福建、遼寧等省份，約占全國總量的42%。目前，我國有30多個潮流設(shè)備正在研制中，其中10多個已經(jīng)通過了海上試驗。例如：2016年8月15日，LHD-3.4兆瓦模塊化潮流能發(fā)電機組一期（1兆瓦）成功發(fā)電運行。同時，在實際海洋環(huán)境中運行的電力系統(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、提高可靠性和維護能力等方面。
波浪能
我國波浪能密度分布，以浙江中部、臺灣、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，達到了百千瓦級的裝機容量（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，裝機容量300千瓦的“萬山”風(fēng)電場已經(jīng)在珠海的萬山島進行了現(xiàn)場海上試驗，總發(fā)電量達30000千瓦時，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)正朝著更加先進的方向發(fā)展，但從海上試驗的結(jié)果來看，在發(fā)電功率等方面仍需進一步優(yōu)化和改進。
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)備都沒有進行足夠的實驗室樣機試驗，從而導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備不具備良好的穩(wěn)定性，并且在試驗過程中還需要做好設(shè)備的維修和維護工作，進一步增加了設(shè)備研發(fā)成本，對示范成效也產(chǎn)生一定影響。此外，我國單個機組的總發(fā)電量偏低，與發(fā)達國家相比仍存在一定差距。
激勵政策和產(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，需要高昂的成本支出，我國目前尚缺少有效激勵政策來支持海洋能源技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要，對于相關(guān)企業(yè)支持力度不足，對海洋能源技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的推動力不足，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實驗室和多學(xué)科交叉的創(chuàng)新平臺，對新的海洋能源技術(shù)理論進行深入探討，并在此基礎(chǔ)上解決了能源轉(zhuǎn)換效率、可靠性、測試與評估等問題，提高設(shè)備技術(shù)的成熟性；其次，通過實施相關(guān)的獎勵措施以加速人才的培養(yǎng)，加大對學(xué)科帶頭人、青年人才和創(chuàng)新隊伍的扶持力度；加強海洋能源標(biāo)準的建立，對海洋可再生能源技術(shù)研究和開發(fā)的各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化；最后，加強以企業(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，搭建研究機構(gòu)與企業(yè)對接的平臺以分享科研經(jīng)驗；通過產(chǎn)學(xué)研合作對其進行科學(xué)評價，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，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)開展海洋能源先進領(lǐng)域的國際科研合作，引入世界先進技術(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)走出國門打下堅實的基礎(chǔ)。
實現(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)險大等特征。海洋可再生能源要想實現(xiàn)從試驗階段到商業(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)濟效益，已經(jīng)成為海洋能產(chǎn)業(yè)化的一個重要研究方向。要達到這一目的，應(yīng)該遵循政府財政投入為主、社會多元化投入為輔的基本原則，持續(xù)開展并發(fā)揮海洋能專項基金在推進技術(shù)創(chuàng)新、提升公共服務(wù)能力、加強示范應(yīng)用等方面的帶動作用，并逐步實現(xiàn)由項目補貼向裝備制造獎勵、電價補貼等多種方式的轉(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)險高、防漏防壓、防海水腐蝕等諸多問題，使得開發(fā)費用過高，單一投資機構(gòu)難以涉足。美國、英國對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經(jīng)驗以突破海洋能投資的“瓶頸”，給予一定的綠色信貸激勵政策，充分利用民間資本，并拓寬投資渠道，將風(fēng)險分散到市場上；實施進口、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政措施，如給予優(yōu)惠、延期償還等促進投資主體的參與，鼓勵企業(yè)自主創(chuàng)業(yè)，通過對設(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)濟增長點。
分類開展并網(wǎng)電價的實踐探索
電價既是一只“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)電價格和費用分攤管理試行辦法》，明確了可再生能源發(fā)電價格的兩種形式，即政府定價和政府指導(dǎo)價。政府指導(dǎo)價即通過招標(biāo)確定的中標(biāo)價格?？稍偕茉窗l(fā)電價格高于當(dāng)?shù)孛摿蛉济簷C組標(biāo)桿上網(wǎng)電價的差額部分，在全國省級及以上電網(wǎng)銷售電量中分攤。
我國江廈潮汐能試驗電站至今已運行了近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)電項目包括潮汐能，尚未出臺明確的電價和補貼標(biāo)準。據(jù)悉，國網(wǎng)浙江電力以2.58元/千瓦時的價格全額收購了江廈潮汐試驗電站的發(fā)電，經(jīng)測算，江廈潮汐試驗電站的綜合發(fā)電成本為1.83元/千瓦時（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，通過售電江廈電站的年收益可達500萬元。但一直以來，國網(wǎng)浙江電力未就江廈潮汐試驗電站項目向國家申請可再生能源電價附加收入補貼。浙江地區(qū)的火電脫硫標(biāo)桿電價為0.457元/千瓦時，因此按電網(wǎng)公司的購電成本核算，江廈電站電價超過火電電價需要補貼的部分約為2.1元/千瓦時，每年約1400萬的電價差額目前是全部由電網(wǎng)公司自行負擔(dān)解決的。
2019年6月，浙江LHD潮流能項目臨時上網(wǎng)電價獲得浙江省發(fā)展改革委批復(fù)，參考潮汐能上網(wǎng)電價，臨時收購電價為2.58元/千瓦時。該項目為我國首個獲得臨時上網(wǎng)電價的海洋能工程示范項目。由此可見，對于包括潮汐能在內(nèi)的海洋能發(fā)電項目，建立完善的成本與價格分攤機制，制定合理的電價及補貼標(biāo)準十分必要。過低的電價會嚴重打擊項目業(yè)主單位的積極性，而電價定得較高又會給國家資金或省級電網(wǎng)企業(yè)帶來一定負擔(dān)。
制定國家級海洋能發(fā)展規(guī)劃
隨著社會經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求越來越大，對可持續(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)時代發(fā)展的需要，所以為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，我們應(yīng)加強對可再生能源的重視，持續(xù)優(yōu)化和改進能源結(jié)構(gòu)，促進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)備運行時間、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23億千瓦時，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，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?，如何對這些可再生能源開發(fā)利用進行跨區(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)，是一個值得思考的問題。因此，必須建立一個統(tǒng)一的能源機構(gòu)占據(jù)戰(zhàn)略制高點，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，盡快出臺海洋能發(fā)展專項規(guī)劃，明確能源開發(fā)的階段性目標(biāo)，強化海洋能源發(fā)展的頂層設(shè)計，避免重復(fù)投資和產(chǎn)業(yè)同構(gòu)造成的惡性競爭、資源浪費和環(huán)境損害，使沿?？稍偕Y源得到有序的開發(fā)和利用，從而達到開發(fā)和保護海洋資源的目的。
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，要以海洋能專項基金作為支撐，確保東部區(qū)域的能源供應(yīng)，進一步加強海洋能源的開發(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)濟發(fā)展作出重要貢獻。
