• RSS订阅 加入收藏  设为首页
新奇特产品

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

时间:2023/7/18 22:47:37  作者:正解局  来源:SOHU网  查看:6680  评论:0
内容摘要:对远离大陆的海岛或深海装置来说,解决“有无”的问题比“贵贱”的问题更重要。正解局出品前段时间,我国自主研发的漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”投入试运行。这是中国首台,也是世界首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置。什么是波浪能发电装置?这个“巨型充电宝”有何战略意义?众所周知,节能减排大背...

对远离大陆的海岛或深海装置来说,解决“有无”的问题比“贵贱”的问题更重要。

正解局出品

前段时间,我国自主研发的漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”投入试运行。

这是中国首台,也是世界首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置。

什么是波浪能发电装置?

这个“巨型充电宝”有何战略意义?

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

众所周知,节能减排大背景下,世界各国都在大力发展新能源。

水力发电、风力发电、太阳能发电就是当前典型的代表。

其实,还有一种方式,就是海洋能。

海洋占据地球表面面积的71%,蕴含丰富的能量,比如潮汐能、波浪能、海洋温差能和海水盐差能等。

刚刚试运行的“南鲲号”,就是利用“波浪能”来进行发电。

波浪能,从字面含义不难理解,就是利用海洋波浪来发电。

波浪能发电装置有很多种,原理基本一致,即先通过波浪能捕捉装置将波浪能吸收,再通过传动机构将波浪能转换成稳定输出的机械能,最后利用发电装置将机械能转化成电能。

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

波浪能发电方式

专家粗略计算后,1平方公里海面能产生20万千瓦的能量,由此计算全球波浪能储量约为25亿千瓦。

我国近海海域波浪能的储量大概是1.5亿千瓦,其中能够被直接开发利用的储量达到了2300-3500万千瓦。

海洋中无风三尺浪,有风浪滔天,波浪能基本上属于“取之不竭”的。

早在1940年代,日本就开始研究波浪能发电。

中国于1980年代开始研究,目前是全球主要的“波浪能”研究开发的国家之一。

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

我国波浪能公开与专利申请量情况

2000年,广州能源研究所在广东汕尾研发建设了首座100千瓦岸式振荡水柱电站,实现了并网发电。

目前看,波浪能发电已从理论变为现实,但要投用并产生实际效果,还需要攻克两个难点。

这也是“南鲲号”的突破之处。

第一个突破点,是效率。

虽然大海之上的波浪经久不息,但也不是持续稳定的。

此外,波浪能经过三级能量转换才可转化为电能,能量损失较高。

也正因如此,此前的波浪能发电装置,容量不过几百千瓦。

为了提高效率、扩大容量,“南鲲号”先在外形上做了创新,“三边形“的设计可以尽可能地“接收”海浪。

再者,“南鲲号”采用自适应波浪发电技术,针对波浪大小自动调节发电机组。

最后,我国自研的转换系统,将波浪能整体转换效率提升至22%。

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

“南鲲号”

“南鲲号”平面面积超过3500平方米,重超4000吨,满负荷运转,一天发电24000度,可以满足3500户家庭一天的用电需求。

第二个突破点,是可靠。

设备身处海洋,既要抵御台风之狂飙,又要预防海水之腐蚀。

“南鲲号”可以自动向内部注水,增加装置重量使其下沉,这样就可以抵御16级的超强台风。

针对海洋环境存在的高温、高湿、高盐雾挑战,“南鲲号”也做了特殊设计。

效率高,可靠性强,“南鲲号”的实用性大大增强。

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

技术问题解决了,波浪能发电还面临成本问题。

现阶段,波浪能的发电成本比常规的火力发电高出不少。

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

2021年国内各种发电方式的成本比较

此外,“南鲲号”虽然未公布具体造价,但想必也不便宜。

综合成本的问题,已经成为普及和大规模利用波浪能发电的最大障碍。

发展波浪能发电装置,还有必要吗?

答案是肯定的。

其一,波浪能发电是全球大趋势。

根据国际可再生能源机构的统计,目前全世界正在筹备当中的潮汐能和波浪能项目达到3吉瓦,也就是3000兆瓦,是这次“南鲲号”单体规模的数千倍。

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

全球潮汐能和波浪能项目

分析咨询公司Astute Analytica发布最新报告指出,2022年全球波浪和潮汐能市场收入为4.7781亿美元,预计到2031年将实现收入突破约100亿美元,复合年增长率为43%。

我国已经累计生产了600多台“波浪能”发电装置,并在我国近海海域累计部署了600多台,还出口到了日本等国家。

这一行业趋势和蓝海市场,中国不应该缺席。

其二,成本降低有路径可循。

虽然现在波浪能发电的成本还比较高,但是,随着技术的迭代、规模的扩大,成本将会进一步降低。

其三,支撑海洋产业体系。

电力是现代工业的基础。

有了波浪能发电装置,海水淡化和水处理、海上制氢、深海养殖等海洋产业体系有了强有力的支撑。

就拿海上养殖来说,要想从近海走向深海,没有电力是不行的。

在距离广东桂山岛20分钟快艇行程的海上,矗立着一座“海上堡垒”。

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

“澎湖号”

这艘名为“澎湖号”的大船,长60米、宽28米、高16米,是我国首个半潜式波浪能养殖旅游平台。

这个平台,不仅能够实现自动化养鱼,还具备20人的居住空间,搭载海水淡化、污水处理、热水器、空调、冰柜等生活设备。

实现这些功能的关键,就是完善的电力系统。

“澎湖号”搭载可再生能源装机120千瓦,其中波浪能装机60千瓦,太阳能装机60千瓦,能源自给自足,才支撑起发电、养殖、旅游、通讯等功能。

有了电,海洋产业体系才能高效运转起来。

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

其中,成本是一个相对的概念。

对于远离大陆的海岛或深海装置来说,解决“有无”的问题比“贵贱”的问题更重要。

经过35年的坚持,我国将永暑岛吹填达2.8平方公里。

在这里,雷达站、灯塔、海岸防御炮台、机场、码头、卫星通信站、医院、学校、商店等设施一应俱全。

中国为什么在海上造一个“巨型充电宝”?

永暑岛

但要知道,永暑岛毕竟孤悬于中国南海,距离海南岛也要1000多公里。

这就导致整个岛屿的电力供应和生活补给难度很大。

就电力供应而言,尽管永暑岛也建设了风力发电和太阳能发电设施,但供电能力只能维持日常水平,时常出现紧张局面。

现在,有了“南鲲号”发电装置,仅一台的发电量,就足以满足至少3500个家庭的日常用电需求。

电力充足,海水淡化、岛上种植、海洋渔业等产业就有了保障,永暑岛自给自足的生态体系,也可以逐步建立起来。

永暑岛这根中国南海的“定海神针”,将更加稳固。