(圖片來源:圖蟲創(chuàng)意)
經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng) 記者 王雅潔 在浙江省溫嶺市西南的江廈港上,位于浙江省離城16公里處,悄然矗立著中國第一座雙向潮汐能發(fā)電站——國家能源集團(tuán)龍源電力溫嶺江廈潮汐試驗電站。
作為中國潮汐能開發(fā)利用試驗基地的先驅(qū),近四十年來,這座發(fā)電站見證了國內(nèi)可再生能源發(fā)展的多項探索。
8月23日,江廈潮汐試驗電站副站長王浩平對經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng)記者表示,自1985年底竣工以來,該電站歷經(jīng)多年大風(fēng)大浪的考驗,依舊運轉(zhuǎn)正常,年平均發(fā)電量為720萬千瓦時,已累計完成發(fā)電量2億多千瓦時。
這隅“小而美”的潮汐電站意義不止于此。除去發(fā)電,還為地方農(nóng)業(yè)圍墾、水產(chǎn)養(yǎng)殖打下一片富于經(jīng)濟(jì)效益的江山。其水庫范圍內(nèi)有海涂1800畝,海產(chǎn)品養(yǎng)殖年產(chǎn)值在1500萬元以上。
隨著時間推移,這座潮汐試驗電站用實踐證明,其具備不用移民,無一次能源消耗且無洪水消耗的多項特點。
站在新的發(fā)展節(jié)點上,溫嶺江廈潮汐試驗電站下一步將如何撬動新的經(jīng)濟(jì)增長點?面臨生態(tài)環(huán)境的考驗,該電站又將如何實現(xiàn)與海洋資源共生共長?
在8月22日-8月23日,“與共和國共成長——新媒體走進(jìn)新國企”之“能源風(fēng)火輪”活動現(xiàn)場,經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng)記者實地探訪江廈潮汐試驗電站,試圖解開上述謎底。
機(jī)遇
1972年3月,浙江溫嶺迎來一個轉(zhuǎn)折點。在這一年,國家計委正式批準(zhǔn)建設(shè)江廈潮汐試驗電站。
事實上,江廈潮汐試驗電站并非全國首例。在此之前,不是沒有過嘗試。
潮汐,是由于月亮和太陽的吸引力而產(chǎn)生的海水定時漲落的現(xiàn)象。通常我們將白天海水的漲落叫做“潮”,夜間的漲落叫做“汐”。
在向著月球的海洋,月球的引力大于離心力,引力起主導(dǎo)作用,此時出現(xiàn)高潮;在背月的海洋,離心力大于地球的引力,離心力起主導(dǎo)作用,也形成高潮。在高潮帶之間的廣闊領(lǐng)域,由于海水流向高潮區(qū),水面下降,相對出現(xiàn)低潮。科學(xué)家們形象地把這種現(xiàn)象稱之為“海洋的呼吸”。在這一呼一吸之間,暗藏令人驚訝的能量。70年代,為了深入開展有關(guān)潮汐發(fā)電多項課題的研究,為今后更大規(guī)模開發(fā)潮汐能源提供經(jīng)驗,江廈潮汐試驗電站應(yīng)運而生。
這座試驗電站從誕生之初便聚焦了業(yè)內(nèi)無數(shù)目光,與之相關(guān)的潮汐發(fā)電等研究項目也被列為國家重要科學(xué)研究項目,研究重點包括潮汐能特點研究、潮汐機(jī)組研制、海工建筑物技術(shù)問題研究和綜合利用。
1980年5月4日,1號機(jī)組正式投產(chǎn)發(fā)電,成為中國第一臺投入運行的雙向燈泡貫流式潮汐發(fā)電機(jī)組。1984年4月,3號機(jī)組投產(chǎn)運行。1985年9~12月,2、4、5號機(jī)組相繼并網(wǎng)發(fā)電,電站裝機(jī)容量達(dá)到3200千瓦。1987年4月,“江廈潮汐試驗電站工程設(shè)計和研究”項目獲第二屆國家科技進(jìn)步二等獎。
不到十年時間,江廈潮汐試驗電站一躍成為行業(yè)翹楚。1號機(jī)組的投產(chǎn)發(fā)電亦作為發(fā)生在20世紀(jì)的世紀(jì)性大事,被鐫刻在北京中華世紀(jì)壇的青銅甬道銘文中。電站建成以后,歐洲共同體、俄羅斯、韓國等潮汐能專家先后來到電站參觀考察。
王浩平在江廈潮汐試驗電站現(xiàn)場介紹道,該電站共安裝6臺雙向燈泡貫流式潮汐發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量4100千瓦,規(guī)模居全國第一、世界第四。
在王浩平眼中,這座精致小巧的試驗電站,蘊含著巨大的能量。與其他發(fā)電形式不同,潮汐能源是一種可再生的潔凈能源,沒有污染。江廈潮汐試驗電站的發(fā)電原理,便是利用潮汐形成的落差來推動水輪機(jī),再由水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。建設(shè)潮汐電站,要先建一道攔海大壩,把海灣與海洋隔開形成水庫,廠房內(nèi)安裝水輪發(fā)電機(jī)組,當(dāng)水從水庫流向海洋或從海洋流向水庫時,機(jī)組便能發(fā)電。
王浩平表示,潮汐發(fā)電是水力發(fā)電的一種形式,從發(fā)電原理來說兩者并無根本差別,但潮汐能源和常規(guī)水力能源相比還是有許多特殊之處,如潮汐電站以海水作為工作介質(zhì),利用海水位和庫水位的落差發(fā)電,設(shè)備的防腐蝕和防海生物附著的問題是常規(guī)水電站沒有的。
效益
江廈潮汐試驗電站自有其一套特別的發(fā)展邏輯。與傳統(tǒng)水電站相比,潮汐電站沒有水電站的枯水期問題,電量穩(wěn)定而且還可以做到精確預(yù)報;建設(shè)潮汐電站不需移民,不僅無淹沒損失,相反還可圍墾大片土地,除去發(fā)電,還兼有水產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋化工、交通旅游等巨大的綜合利用效益。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,江廈潮汐試驗電站建成后為當(dāng)?shù)貒鷫?600畝農(nóng)田,可耕地4700畝,圍墾土地種植水稻、棉花或者堅果園種植柑桔、文旦的年收入超過1000萬元。
在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面,江廈潮汐試驗電站水庫范圍內(nèi)有海涂1800畝,庫容水面面積1200畝,水庫及海涂用來養(yǎng)殖對蝦、青蟹、花蚶等海產(chǎn)品,年產(chǎn)值在1500萬元以上。
如今,江廈潮汐試驗電站已經(jīng)建成運行了近四十年,王浩平認(rèn)為,江廈潮汐試驗電站的建設(shè)經(jīng)驗表明:興建潮汐電站也不會對生態(tài)環(huán)境造成大的影響,江廈港與建站前的臨近海灣相比,生態(tài)系統(tǒng)中若干資源反而更加豐富了。
該電站相關(guān)負(fù)責(zé)人還表示,隨著潮汐電站的技術(shù)成熟和國家可再生能源法的頒布,海洋潮汐能資源開發(fā)已具備大力發(fā)展的條件。
經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng)記者在現(xiàn)場了解到,根據(jù)1985年中國沿海潮汐能資源普查成果,全國沿海可開發(fā)的潮汐能年發(fā)電量為619億千瓦時,可裝機(jī)容量為21580兆瓦。其中浙閩兩省沿海可開發(fā)的潮汐能年總發(fā)電量為548億千瓦時,可裝機(jī)容量為19130兆瓦。尤其以浙江三門健跳港、福建福鼎八尺門潮汐項目開展前期工作最早,論證次數(shù)最多,最具開發(fā)潛力。
攻關(guān)
在漫長的建設(shè)過程中,江廈潮汐試驗電站面臨過多次技術(shù)難題。以1號機(jī)組為例,該機(jī)組是電站投運的第一臺機(jī)組,不僅運行時間最長,而且機(jī)組容量最小,期間雖歷經(jīng)5次大修,但仍然存在著高水頭時出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象,發(fā)電機(jī)絕緣等級不足,機(jī)組轉(zhuǎn)輪、密封、導(dǎo)環(huán)、導(dǎo)葉和管型座腐蝕嚴(yán)重等難以解決的問題,隨著運行年限增加,這些問題越來越突出。
2012年,龍源電力組織電站、清華大學(xué)以及華東勘測設(shè)計研究院,申報并承擔(dān)了“江廈潮汐試驗電站1號機(jī)組增效擴(kuò)容改造”海洋可再生能源專項資金項目。電站傾注3年時間和精力完成了對原1號機(jī)組的拆除、流道改造、工程施工和設(shè)備安裝調(diào)試等工作,并研制出新型三葉片燈泡貫流潮汐發(fā)電機(jī)組。2015年8月,新研制的1號機(jī)組順利并網(wǎng)投運移交生產(chǎn)。
新機(jī)組順利解決了三葉片機(jī)組面臨的低水頭穩(wěn)定運行問題,實現(xiàn)了正反向發(fā)電、泵水、泄水六工況運行功能,正向水力效率達(dá)到88.7%,反向水利效率達(dá)到83.2%,機(jī)組額定容量達(dá)到700千瓦,成為世界首例在役全功能三葉片燈泡貫流潮汐發(fā)電機(jī)組,填補(bǔ)了中國潮汐發(fā)電機(jī)組類型上的一項空白,鞏固了中國在燈泡貫流潮汐發(fā)電從技術(shù)研究、機(jī)組設(shè)計制造到電站建設(shè)運行全方位的領(lǐng)先地位。
經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng)記者還獲悉,江廈潮汐試驗電站同時還參與了“潮汐電站選址關(guān)鍵技術(shù)研究”、“潮汐電站仿真與運行優(yōu)化技術(shù)研究”、“兆瓦級新型潮汐發(fā)電模型機(jī)組研發(fā)與原型機(jī)組選型優(yōu)化設(shè)計”等多個國家“863”計劃軟課題,擬通過“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的方式,聯(lián)合廣東工業(yè)大學(xué)、國家海洋二所、清華大學(xué)等多家高校、科研院所,在“潮汐電站仿真與運行優(yōu)化技術(shù)研究”課題中模擬潮汐電站發(fā)電調(diào)度運行方式,編制出發(fā)電效益最優(yōu)的調(diào)度方案以指導(dǎo)生產(chǎn)運行,為電站帶來更大經(jīng)濟(jì)效益。
在電站上述負(fù)責(zé)人看來,這些配套系列科技課題的實施,開啟了中國搭建潮汐電站專用技術(shù)規(guī)范體系的嘗試工作,亦為中國后續(xù)建設(shè)萬千瓦級潮汐電站奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
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