對遠離大陸的海島或深海裝置來說，解決“有無”的問題比“貴賤”的問題更重要。

前段時間，我國自主研發的漂浮式波浪能發電裝置“南鯤號”投入試運行。

這是中國首臺，也是世界首臺兆瓦級漂浮式波浪能發電裝置。

什么是波浪能發電裝置？

這個“巨型充電寶”有何戰略意義？

突 破

眾所周知，節能減排大背景下，世界各國都在大力發展新能源。

水力發電、風力發電、太陽能發電就是當前典型的代表。

其實，還有一種方式，就是海洋能。

海洋占據地球表面面積的71%，蘊含豐富的能量，比如潮汐能、波浪能、海洋溫差能和海水鹽差能等。

剛剛試運行的“南鯤號”，就是利用“波浪能”來進行發電。

波浪能，從字面含義不難理解，就是利用海洋波浪來發電。

波浪能發電裝置有很多種，原理基本一致，即先通過波浪能捕捉裝置將波浪能吸收，再通過傳動機構將波浪能轉換成穩定輸出的機械能，最后利用發電裝置將機械能轉化成電能。

波浪能發電方式

專家粗略計算后，1平方公里海面能產生20萬千瓦的能量，由此計算全球波浪能儲量約為25億千瓦。

我國近海海域波浪能的儲量大概是1.5億千瓦，其中能夠被直接開發利用的儲量達到了2300-3500萬千瓦。

海洋中無風三尺浪，有風浪滔天，波浪能基本上屬于“取之不竭”的。

早在1940年代，日本就開始研究波浪能發電。

中國于1980年代開始研究，目前是全球主要的“波浪能”研究開發的國家之一。

我國波浪能公開與專利申請量情況

2000年，廣州能源研究所在廣東汕尾研發建設了首座100千瓦岸式振蕩水柱電站，實現了并網發電。

目前看，波浪能發電已從理論變為現實，但要投用并產生實際效果，還需要攻克兩個難點。

這也是“南鯤號”的突破之處。

第一個突破點，是效率。

雖然大海之上的波浪經久不息，但也不是持續穩定的。

此外，波浪能經過三級能量轉換才可轉化為電能，能量損失較高。

也正因如此，此前的波浪能發電裝置，容量不過幾百千瓦。

為了提高效率、擴大容量，“南鯤號”先在外形上做了創新，“三邊形“的設計可以盡可能地“接收”海浪。

再者，“南鯤號”采用自適應波浪發電技術，針對波浪大小自動調節發電機組。

最后，我國自研的轉換系統，將波浪能整體轉換效率提升至22%。

“南鯤號”

“南鯤號”平面面積超過3500平方米，重超4000噸，滿負荷運轉，一天發電24000度，可以滿足3500戶家庭一天的用電需求。

第二個突破點，是可靠。

設備身處海洋，既要抵御臺風之狂飆，又要預防海水之腐蝕。

“南鯤號”可以自動向內部注水，增加裝置重量使其下沉，這樣就可以抵御16級的超強臺風。

針對海洋環境存在的高溫、高濕、高鹽霧挑戰，“南鯤號”也做了特殊設計。

效率高，可靠性強，“南鯤號”的實用性大大增強。

算 賬

技術問題解決了，波浪能發電還面臨成本問題。

現階段，波浪能的發電成本比常規的火力發電高出不少。

2021年國內各種發電方式的成本比較

此外，“南鯤號”雖然未公布具體造價，但想必也不便宜。

綜合成本的問題，已經成為普及和大規模利用波浪能發電的最大障礙。

發展波浪能發電裝置，還有必要嗎？

答案是肯定的。

其一，波浪能發電是全球大趨勢。

根據國際可再生能源機構的統計，目前全世界正在籌備當中的潮汐能和波浪能項目達到3吉瓦，也就是3000兆瓦，是這次“南鯤號”單體規模的數千倍。

全球潮汐能和波浪能項目

分析咨詢公司Astute Analytica發布最新報告指出，2022年全球波浪和潮汐能市場收入為4.7781億美元，預計到2031年將實現收入突破約100億美元，復合年增長率為43%。

我國已經累計生產了600多臺“波浪能”發電裝置，并在我國近海海域累計部署了600多臺，還出口到了日本等國家。

這一行業趨勢和藍海市場，中國不應該缺席。

其二，成本降低有路徑可循。

雖然現在波浪能發電的成本還比較高，但是，隨著技術的迭代、規模的擴大，成本將會進一步降低。

其三，支撐海洋產業體系。

電力是現代工業的基礎。

有了波浪能發電裝置，海水淡化和水處理、海上制氫、深海養殖等海洋產業體系有了強有力的支撐。

就拿海上養殖來說，要想從近海走向深海，沒有電力是不行的。

在距離廣東桂山島20分鐘快艇行程的海上，矗立著一座“海上堡壘”。

“澎湖號”

這艘名為“澎湖號”的大船，長60米、寬28米、高16米，是我國首個半潛式波浪能養殖旅游平臺。

這個平臺，不僅能夠實現自動化養魚，還具備20人的居住空間，搭載海水淡化、污水處理、熱水器、空調、冰柜等生活設備。

實現這些功能的關鍵，就是完善的電力系統。

“澎湖號”搭載可再生能源裝機120千瓦，其中波浪能裝機60千瓦，太陽能裝機60千瓦，能源自給自足，才支撐起發電、養殖、旅游、通訊等功能。

有了電，海洋產業體系才能高效運轉起來。

南 海

其中，成本是一個相對的概念。

對于遠離大陸的海島或深海裝置來說，解決“有無”的問題比“貴賤”的問題更重要。

經過35年的堅持，我國將永暑島吹填達2.8平方公里。

在這里，雷達站、燈塔、海岸防御炮臺、機場、碼頭、衛星通信站、醫院、學校、商店等設施一應俱全。

永暑島

但要知道，永暑島畢竟孤懸于中國南海，距離海南島也要1000多公里。

這就導致整個島嶼的電力供應和生活補給難度很大。

就電力供應而言，盡管永暑島也建設了風力發電和太陽能發電設施，但供電能力只能維持日常水平，時常出現緊張局面。

現在，有了“南鯤號”發電裝置，僅一臺的發電量，就足以滿足至少3500個家庭的日常用電需求。

電力充足，海水淡化、島上種植、海洋漁業等產業就有了保障，永暑島自給自足的生態體系，也可以逐步建立起來。

永暑島這根中國南海的“定海神針”，將更加穩固。

來源：正解局