海洋能竞速：向“深蓝”要“绿电”

7月底，浙江舟山，台风过境。雨后第一天，一辆小船从岱山县秀山岛向南出发，载着黄强和同事前往一处海上平台。平台位于稻桶山岛与青山岛之间，状似一把横卧海面的提琴。

黄强的工作是平台的维护检修。更多时候，他要在秀山岛的数据中心检视这把“提琴”的工作情况。“平台是架设在海床上的，水下部分超过20米，有九层楼高，其中涡轮半径就有7.5米，特别壮观。”黄强告诉《中国新闻周刊》，他上岗两年以来，几乎每月都要接待前来访问的国内外专家学者。

“提琴”其实是LHD海洋潮流能电站的发电机组，由杭州林东新能源科技股份有限公司(以下简称“林东新能源”)研发建设。它是全国首台兆瓦级潮流能发电机组，单机容量居全球首位。截至今年7月底，该电站已连续运行超98个月，稳定运行时间打破世界纪录，总并网电量超861万千瓦时。

潮流能即潮汐涨落的水流动能，是海洋能的一种，也是重要的可再生能源。今年2月，自然资源部、国家发展改革委等联合印发《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》 (以下简称《指导意见》)，明确提出要聚焦海洋能规模化利用，培育打造海洋领域新质生产力。其中，潮流能、波浪能是重点发展方向。

国家海洋技术中心研究员、海洋能项目管理办公室副主任王冀向《中国新闻周刊》表示，以潮流能、波浪能为代表的海洋能发电项目已进入规模化发展的推动期。但多位受访者认为，海洋能也遇到了成本高、上网电价昂贵、政策起步慢等问题。目前，科研院所和企业都在寻找海洋能尽快走出“新手村”，突破规模化瓶颈的“钥匙”。

许多实验在“泳池”里完成

在杭州市滨江区，林东新能源总部有个展厅，LHD发电机组的实时数据在此汇集。下午三点半，舟山附近海域开始涨潮，监控镜头里，水下涡轮由平潮时的静止开始转动，逐渐加快。发电机功率曲线上扬，几秒钟内从0涨到78千瓦。新一轮的潮流发电开始了。

“这台机组今日的发电功率峰值是1317千瓦，今天的总发电量累计3804千瓦时。发电功率和发电量与潮水的周期性密切相关，一次电量高峰一般横跨6个小时，每天有两个这样的峰。”曾做牛肉干起家，如今担任杭州林东新能源董事长兼总工程师的林东向《中国新闻周刊》介绍。

林东所指的机组是2022年2月下海并网的LHD第四代发电机组“奋进号”，装机功率1.6兆瓦，至今累计发电量超过550万千瓦时，已成为主力。2016年7月，LHD第一代机组下海，一个月后并入国家电网。经过不断技术迭代，第二代、第三代机组于2018年先后下海发电。目前，第三代机组仍在运行，6年多来累计发电超130万千瓦时。

人类最早认识的海洋能其实是潮汐能。中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室主任史宏达告诉《中国新闻周刊》，海洋能包括潮汐能、潮流能、波浪能、温差能、盐差能等。潮汐能即利用潮汐涨落时的势能差发电。潮流能发电类似风电。波浪能综合利用水的动能和势能。以上三种均已有工程实践，但潮汐能已不是研发重点。

王冀指出，中国已掌握拦坝式潮汐能发电、发电机组制造及电站运行等关键技术，而潮汐能之所以逐渐“隐退”，源于其资源利用的模式。史宏达解释，潮汐发电一般需筑坝，利用坝内外水位差发电。要实现可观功率，就需提高流量，这意味着要在海湾围筑一个很大的水库。

“但是中国沿海人口太多了，潮汐能虽然原理可靠、技术可及，但开发不太符合国情。”史宏达指出，在大部分沿海地区，若整段海岸线被围住用于开发潮汐能，会影响其他海上工程和项目。

潮流能工程则一般坐落于岛屿峡间水流速度高的地方，对近海开发影响较小。浙江大学机械工程学院教授、机电控制技术与工程研究所所长刘宏伟向《中国新闻周刊》介绍，潮流能规律性强，可借鉴风电原有的技术储备，发展最为快速。潮流能受海上天气影响也较小，林东表示，7月底的台风天里，LHD的日发电功率波动不到10%。

不过，这也意味着，广阔的平静海面上，潮流能利用可能受限，但波浪能不会。史宏达表示，所谓无风不起浪，波浪能广泛存在于海面，若能实现长期可靠利用，对远海开发、科考等意义重大。这也是《指导意见》将潮流能和波浪能作为发展重点的主要原因。

但向大海要电并非易事。2009年，林东联合流体力学、材料学领域另外两位海外专家，在美国加利福尼亚州成立了美国LHD科技公司。林东自己拥有工商管理、能源开发与管理硕士学位，把LHD称为“两个半科学家”组成的团队。那时，林东几乎抱着“闹着玩”的心态，以每年50万美金的投入摸索潮流能发电的技术路线，许多实验都在“泳池”，也就是自建的环形水道里完成。

林东回忆，那时潮流能发电还是非常前沿的领域，没有国家完全走通技术路径。2008年，英国在北爱尔兰安装了世界上第一台商业化并网的潮流能发电机SeaGen，功率1.2兆瓦。SeaGen于2016年就进入了退役阶段，被后续更高效的涡轮技术取代。

据测算，中国可开发利用的潮流能资源理论平均功率近1400万千瓦，一半以上分布在浙江省。史宏达介绍，欧洲北部是全球波浪能、潮流能最丰沛的区域，中国在资源上其实不占优势，虽然海域广阔，但能流密度低。因此，国内潮流能的利用需要更高的技术水平，以实现低流速发电。

2024年9月，国际能源署发布全球海洋能二十大亮点工程，LHD项目入选。王冀表示，潮流能已成为国际海洋能规模化发展重点方向。英国亚特兰蒂斯公司开发的MeyGen潮流能发电项目设计装机398兆瓦，首期4台1.5兆瓦机组已于2016年11月并网发电。波浪能国际上也多有工程应用示范。多位受访者的共识是，中国潮流能、波浪能应用的技术水平已在国际第一梯队，“别人能做的我们都能做”。

刘宏伟团队从2004年开始研究潮流能发电技术，并于2014年在浙江大学摘箬山海洋科技示范岛先后建成60千瓦、120千瓦、650千瓦潮流能机组，并建成国内首个漂浮式潮流能试验电站。

王冀指出，相比潮流能，波浪能发电的技术路线还很多样。按照国际通用的技术成熟度评价标准，潮汐能属于9级，也就是最高级，代表已可以商业化。潮流能为8—9级，处于商业化前期，而波浪能总体评价处于7—8级，代表其处在从工程化应用向规模化应用发展的过程中。

“中国虽在海洋能重大关键技术上取得了一定突破，在潮流能、波浪能领域已具备规模化开发资源条件和技术基础，但示范工程总体规模偏小，发电成本较高，持续运维压力较大。”王冀认为，目前海洋能突破的关键，是实现长期稳定运行电站的“由少变多、由小变大”。

中国首台兆瓦级潮流能发电机组“奋进号” 图/受访者提供

“小浪不发电，大浪易损坏”

LHD潮流能电站目前并入华东电网，两台机组一年发电量近190万千瓦时。而这部分电能只占国内新能源发电总量的极少一部分。

林东表示，以1.6兆瓦的LHD第四代机组为例，至今发电超过550万千瓦时，如果下水一万台，累计发电量将达到550亿千瓦时。而舟山市全年社会用电约200亿千瓦时，也就是说，一万台机组才勉强满足舟山三年的用电量。

而国家能源局数据显示，2024年全国风电发电量9916亿千瓦时，占全社会用电量的近10%。史宏达指出，“十五五”期间，海洋能技术研发的首要目标就是增大容量。风力发电在步入兆瓦级阶段后便走上了快速发展的道路，海洋能下一步也应以单台兆瓦级以上的装机容量为目标。

实现规模化的突破究竟有多难？2010年时，林东团队的研究有了眉目，计算和测试数据都指向一个结果：潮流能发电有技术可行性。但经济可行性还是一团迷雾。下定决心将成果带回国后，林东算了笔账，与硅谷时期的小打小闹不同，回国研发至少要有两个亿的资金储备。他开始不断审视自己的技术路径。

2012年回国后，林东在千岛湖畔建立了LHD模拟洋流能大型户外实验室。“相当于挖一个水槽，模拟各种海洋环境，先花掉两千多万。”林东的计划是，实验数据不大好，就再反复打磨几年。没想到数据非常好，仅两年后，LHD潮流能发电机组就迅速在舟山开建。

林东坦言，他的经历多少有些运气成分，也许其他企业很难复刻。

对于波浪能，史宏达将其上规模的瓶颈总结为“小浪不发电，大浪易损坏”。太小的波浪想要获能很困难，而大浪的情况下，波浪能装置的“生存”又成问题。“要‘生存’，就要附加额外的技术和设施，会抬高造价。但安全开销又不能不花，即使装置工作的几年里只遇到一次台风，在台风下的可靠性也必须保证。波浪能造价高的问题短期内还很难解决。”史宏达说。

他还提到，国内的工程建造水平近年有了迅猛发展，但和国际水平仍有差距。除了加工精密程度外，一些关键材料，例如抗腐蚀、抗附着、抗疲劳等指标过硬的材料仍依赖进口。这方面的研发很难一蹴而就。

对潮流能来说，成本更多来自海上工程。刘宏伟指出，其实潮流能机组的硬件成本并不高。和风电机组类似，容量足够大的前提下，单位千瓦装机成本可以控制在一万元以下。真正昂贵的是海桩，或漂浮式平台的建设和运维，以及未来往深远海发展后，电力的传输成本。这也是整个行业的共同痛点。海上基础设施的稳定可靠及其低成本对产业化发展至关重要。

在王冀看来，国内海洋能正处于向规模化、产业化迈进的最关键阶段，部分关键核心技术亟待突破，装备可靠性和经济性有待加强，仍需进一步促进技术的优化设计、迭代升级。

“LHD第一代机组的度电成本是106元，到第三代就降到了8.45元。第四代机组的度电成本目前测算是1.1元，预计再迭代两次，成本就能压缩到0.3元以下，低于火电。这样就真正为大规模建设做贡献了。”林东说。目前，LHD的临时电价为每度电2.58元，参考了江厦电站潮汐能的电价。

电力上网是个更复杂的问题。史宏达表示，上网要和电力部门协商，满足电网的功率、电压、频率、波动性等要求。“目前的海洋能电价相较风电和光伏还不具备竞争力。”

借“风”出海

刘宏伟团队建设的潮流能试验电站目前机组状况一切正常，可以发电，学生也经常用这些机组做实验。由于是试验电站，没有指导电价，运维成本制约了机组的长期运行。

刘宏伟认为，要快速实现海洋能商业化，国家扶持是必须的。“只要有合适的电价，现有的试验电站就能摇身一变成为并网示范电站，实现技术的同场竞技、良性发展。现在就差临门一脚。”

《指导意见》提出力争到2030年，海洋能装机规模达到40万千瓦，建成一批海岛多能互补电力系统和海洋能规模化示范工程，培育一批具有较强技术研发能力和全球竞争力的海洋能规模化开发利用企业。

“现在能长期并网发电的只有我们一家，政策不会单独为我们倾斜。”林东坦言。根据《中华人民共和国增值税暂行条例》，新能源发电项目在销售电力时需缴纳增值税。林东指出，火电的增值税税率为13%，光伏和风电作为清洁能源，已基本实现50%的即征即退，实际增值税为6.5%，而小型水电项目只收取3%。由于各项优惠政策里没有海洋能，海洋能的增值税仍按照火电的13%收取。

“归根结底还是它太新了，一切才刚起步。”林东说。

在史宏达看来，海洋能发展与国家政策紧密关联，欧洲地区由于很早就落地了碳交易、碳补贴政策，可再生能源电力能获得的补贴相当可观。“国内海洋能电力还没有专门的补贴，但总是有办法的。”多位受访者指出，国内海洋能发展需要走摊低成本的道路。如何摊低？史宏达给出了四个字：同场开发。

近几年，国内海上风电发展势头迅猛。2022 年起，海上风电项目不再纳入中央财政补贴范畴，基本实现了平价上网。因此“风浪同场”成为海洋能发展的重要契机。史宏达介绍，与通过自身技术迭代降低成本不同，摊低成本意味着共用现有海上工程结构。对于漂浮的风电机组来说，波浪能装置能吸收波浪能量，减少其对机组的冲击，提高安全性，这部分能量还能用于波浪能发电，形成双赢。

刘宏伟团队也在研究深远海综合能源开发。他指出，最容易想到的，也是现在研究的大趋势，就是与渔业、制氢等行业的共同开发。风渔同场开发、风电制氢已有应用案例。刘宏伟希望潮流能也能和这些行业结合，不仅完成海岛供电，还能制淡水、制氢等，实现海岛的多资源联供。

史宏达与坐落于苏格兰的欧洲海洋能源中心(EMEC)有着十多年的合作交流。他指出，EMEC建有一个潮流能、一个波浪能发电的海上电厂，但它没有任何自研的海洋能装置，仅对来自欧洲的海洋能装置进行测试，过程中产生的电力同样用于并网。目前，史宏达和团队正在青岛斋堂岛海域建设“海洋能海上综合试验场”。“希望它未来能成为CMEC，即中国海洋能源中心。”史宏达称。

“斋堂岛试验场已初具规模，但还远远不够。”史宏达坦言，测试平台对产业发展至关重要。不测试就不知道年发电量，就无法计算投入产出比，风险就难以量化，企业界就无法判断是否值得投资。在史宏达看来，中国海洋能测试标准体系还不完备，而这是一个行业共识形成的过程。

王冀所在的国家海洋技术中心作为 “国家队”，已建设威海、舟山、珠海和三亚4个试验场区，形成了“北东南、浅海+深远海”的国家级海上试验场，2022年，中心成为国内首个具备波浪能、潮流能发电装置功率特性和电能质量特性检验检测认证资质的机构。王冀表示，从测试能力来说，中心已具备从原理样机到工程试验的全链条测试服务。

林东新能源接下来规划了百兆瓦级的潮流能电厂，就在LHD电站5公里外的海域，预计年发电量为2.5亿千瓦时。该电厂用海面积预计为70亩，而同样100兆瓦的光伏电站至少要用地3500亩。“前期工作都做完了，只要电价政策下来，我们立刻可以开工建设。”

深远海藏着林东更大的野心。全球第二大洋流“黑潮”从菲律宾北上经过中国台湾、东海，直达日本，其流量约为地球淡水总流量的50—60倍。“这就是家门口的‘石油’，是我们下一步的主战场。”

“最快5年，最慢10年。”谈起国内海洋能规模化的前景时，史宏达这样说道。

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