2021年中国波浪能开发利用现状分析

2021年中国波浪能开发利用现状分析一、波浪能的优劣势海洋覆盖了地球70%的表面。海洋中无风三尺浪，有风浪滔天。波浪冲击海岸时激起大量的浪花，冲击力巨大，蕴藏着巨大的能量。在1平方公里海面上产生的能量可达20万kW左右，由此计算全球波浪能储量约为25亿kW，能源储量十分巨大。波浪能主要的优劣势主要有：二、中国波浪能开发利用现状分析我国近海波高的分布状况表现为:渤海和黄海沿岸海域平均波高较小，大部分海域年平均波高约0.5m;东海沿岸海域波高较大，福建北部的北礵站年平均波高可达1.3m;南海海域波高小于东海沿岸海域，年平均波高约0.8m。波浪周期分布特征与波高类似，北部海域小于南海海域。我国近海离岸20km一线的波浪能蕴藏量为1599.52×104kW，理论年发电量1401.17×108kW·h，技术可开发装机容量为1470.59×104kW，年发电量为1288.22×104kW·h。据统计，我国波浪能专利申请始于1985年，截至目前申请已公开专利4412件，并于2020年达到了申请量的阶段性顶峰，该年专利申请量为历年之最共计606件。注：数据统计截止到2022年4月14日。在专利申请人申请量排名中，浙江海洋大学的表现最为突出，共申请专利155件，大连理工大学与中国海洋大学分列第二与第三位，分别申请专利129件与123件。注：数据统计截止到2022年4月14日。三、全球波浪能发电典型装置振荡水柱波能发电技术是1940年由日本军官增田吉夫首次提出的。早期波浪能发电装置的研究主要集中于振荡水柱式。自20世纪70年代起，日本、英国、澳大利亚、印度、挪威和中国等许多国家都完成了振荡水柱式波浪能发电系统的安装部署，系统功率从250kW到1GW不等，多布放于海岸线的固定结构上，或位于天然或人造的刚性结构上，后来也发展了近海锚系的漂浮形式。目前国外波浪能发电典型装置如下：2005年《可再生能源法》的颁布，是我国可再生能源发展史上的里程碑。随着相关政策的刺激，我国波浪能装置开发也进入了快速发展的阶段。目前已经完成海试的装置绝大多数为振荡体式装置，目前国内波浪能发电典型装置如下：四、波浪能发电装置原理在波浪能量的捕获过程中，通过与波浪内部的许多物理现象相互作用，产生了不同的波浪能发电装置设计概念，这些概念还在不断的完善过程中，仍然没有统一的标准设计、性能水平或操作要求。按照能量的捕获方式，目前大部分装置可以归纳为振荡水柱式、振荡体式和越浪式三大类，按照各类装置在海洋中的不同安装位置，又分为漂浮式和固定式。五、波浪能发电装置发展趋势在近年世界各国普遍注重发展新能源的大背景下，波浪能储量巨大、能流密度高、绿色清洁，是应对未来化石能源的短缺及全球气候变暖问题的重要选择之一。据统计，2017年全世界正在研发的波浪能发电装置达200余种，且技术成熟度发展不一，波浪能发电装置的技术类型未达到收敛，各型式装置均具备一定的发展前景。然而波浪能装置的进一步商业化应用仍然面临着3个主要的问题：（1）从能量转换率来看，波浪能转换的技术发展还处在不成熟的阶段；（2）波浪俘获海域的环境条件带来的能源开发不确定性；（3）波浪能开发在目前阶段存在经济性问题。基于以上3个问题，目前开发任意特定海域的波浪能都需要进行技术投资成本及利润的评估和可行性分析。现今，波浪能利用正处于一个关键的转折期，各国科研机构、新能源企业的研发突破重点从机理技术研究转变为如何降低波浪能开发的能源成本，以获取与其他各类新能源进行市场竞争的机会。为解决高成本问题，首先，需要继续深入研究各类主流波浪能发电装置的机理，优化控制策略，提升捕能效率；其次，多元化和综合利用是波浪能发展的新方向，可将波浪能发电装置与其他海上结构耦合开发，综合利用，例如将沉箱防波堤与振荡水柱发电装置相结合，利用传统的浮子式波浪能发电装置作为漂浮式风机基础，同时捕获波浪能与风能；最后，需广泛开拓波浪能利用领域，可利用波浪能进行海水淡化、制氢、提取海洋贵重金属等，可将海岛供电作为市场需求的突破口，利用海岛周边自有的波浪能解决传统能源供电不便，海能海用。随着波浪