向海洋要能源

劉麗娟

海洋新興產業(yè)能否成為解決能源危機的“金鑰匙”？

當海嘯排山倒海而來的時候，幾乎沒有東西能阻擋。但是從牛頓時期就開始的水波研究，最近有了一個重大的突破——2012年1月29日，復旦大學宣布，由該校先進材料實驗室胡新華教授帶領的課題組與他的合作者研究發(fā)現(xiàn)，一個由低頻共振器排成的周期陣列能夠完全阻擋住水波，這一阻擋的過程轉化為電能，即便是海嘯也可能變成發(fā)電的能源。這項最新成果發(fā)表在物理學領域的頂級刊物、最新一期的《物理評論快報》上。

相對于風能來說，海浪能是它的1000倍，因為水的密度是空氣密度的1000倍，所以能量的密集程度也是風力發(fā)電的1000倍，海浪能里面的能量密度則更高。但胡新華教授表示，這一領域的缺點是海浪能的測試和研發(fā)成本要比風能高很多。

2011年全球清潔能源廠商的利潤率遭受沉重壓力，光伏產業(yè)產能過剩跡象嚴重，甚至出現(xiàn)部分企業(yè)破產的情況，成為新的“四大慘業(yè)”之首。為實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展，世界上許多國家近年對風能、波浪能和潮汐能等可再生能源紛紛進行嘗試，海洋則是獲取這些能源的天然場所。而作為新興的一個產業(yè)，海洋能源是否能成為解決能源危機的“金鑰匙”？

能源新希望

來自彭博新能源財經研究公司的最新權威數據顯示，2011年全球清潔能源投資達到2600億美元，較2010年同比上升5%，而2004年這個數字僅為536億美元。

報告顯示，2011年全球清潔能源投資的增長主要由太陽能行業(yè)拉動，由于光伏面板價格下跌刺激了下游安裝銷售商的需求，該行業(yè)投資總額激增36%，達到1366億美元，成為清潔能源投資的亮點，這一投資額幾乎是風力發(fā)電領域749億美元投資總額的兩倍。在可再生能源領域，生物燃料總投資額從86億美元增長至90億美元，而生物質能和垃圾焚燒的總投資縮減18%達到108億美元，地熱能投資從32億美元下滑至28億美元，海洋能源投資持平在3億美元，小水電投資下降25%達到30億美元。

雖然目前投資的數額還比較小，海洋能源即將迎來大開發(fā)的時代。2012年1月23日，英國政府宣布，將在西南部沿海區(qū)域建立英國第一個海洋能源區(qū)，以促進對海洋能源的開發(fā)利用，幫助應對能源和氣候變化等問題。

英國能源與氣候變化部當天發(fā)布公告說，這個海洋能源區(qū)的范圍從西南部城市布里斯托爾一直延伸到康沃爾郡。它將形成一個海洋能源方面的合作平臺，各級政府、當地企業(yè)，以及該區(qū)域中的普利茅斯大學和?？怂固卮髮W等高校，可以在這個平臺上共同推動海洋能源的發(fā)展。他們重點開發(fā)的海洋能源包括波浪能和潮汐能，據能源與氣候變化部估計，英國的海洋能發(fā)電到2050年可達270億瓦。

領導英國能源與氣候變化部的國務大臣格雷格?巴克說，在英國西南部建立第一個海洋能源區(qū)是一個里程碑，具有多方面的意義：對當地而言，可以有助整合區(qū)域資源，進一步加強開發(fā)利用海洋能；對英國整體而言，有助保證國家能源供應，減少溫室氣體排放，促進經濟發(fā)展。據估計，到2050年海洋能源領域可以為英國帶來150億英鎊的產值。

研究表明，全球海浪能源的發(fā)電潛力每年在800億到8000億兆瓦時，后一個數據幾乎接近全球每年電力能源消耗量。更具體的區(qū)域數據顯示，全英國的海浪能源發(fā)電總量每年可達到70億兆瓦時，接近于該國國內電力消耗。目前，全英國有40多個地區(qū)已經被列入最適合潮流發(fā)電的地方。由于英國是一個海島國家，這一創(chuàng)舉推動了可再生能源的發(fā)展，因此受到業(yè)界專家的好評，他們稱之為旗艦項目。

之后，美國能源部于發(fā)布波浪能和潮汐能新的評估報告，報告認為，美國海岸、阿拉斯加和夏威夷附近擁有波浪能和潮汐能生產的重大潛力；美國的水電資源，包括海洋波浪能、潮汐能和常規(guī)水電，到2030年有可能提供美國電力的15％。向海洋要能源的時代來臨了。

路漫漫兮

開發(fā)海洋能源，英國在十年前就已經起步，現(xiàn)在已基本建成體系工程。

蘇格蘭政府2001年公布的一份報告，蘇格蘭周圍海域的波浪能和潮汐能估計可產生21.5千兆瓦的電量，這比蘇格蘭2020年可實現(xiàn)的電力輸出總量還要高。因此，英國便自然而然地向海洋“要”能源。

2004年8月，英國在距離蘇格蘭大陸最北端大約100公里的奧克尼群島上，啟動了世界上首家海洋能源試驗場“歐洲海洋能源中心”。它對新型海洋能源技術和設備進行試驗和推廣，也寄托了科學家和能源界對未來新型能源發(fā)展的希望。

2007年，英國已經開始計劃利用新型海浪發(fā)電設備在英格蘭的西南部海域建成世界上規(guī)模最大的波浪能發(fā)電廠。這項造價2800萬英鎊的海浪中樞專案是英格蘭地區(qū)發(fā)展署為在英格蘭建立世界上規(guī)模最大的海洋能源發(fā)電廠而提出的。英格蘭西南部地區(qū)計劃、運輸與環(huán)境部長Claire Gibson指出：“海浪中樞項目不僅在歐洲而且在世界尚屬首次。我們相信這將成為其他歐盟成員國的示范項目，成為推行歐盟能源政策的契機?！?/p>

英國環(huán)保組織“碳基金”在2009年時就曾預言，海浪能和潮汐能發(fā)電2020年將占英國總發(fā)電量的3%，甚至更多。英國風能協(xié)會負責人瑪麗亞?麥卡弗里說，海浪能發(fā)電站代表“一種進步，它使英國在從海洋獲取無碳能源方面成為全球熱點”。

2010年4月，英國政府首次公布了《年度能源白皮書》并提出要在2020年前，使國內可再生能源需求比例達到20％。2010年8月初，英國政府設立了5000萬英鎊（約合9000萬美元）的專項資金，重點開發(fā)海洋能源。而為了減少污染，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，英國近年來大力開發(fā)新型能源。

英國風力能源協(xié)會首席執(zhí)行官Maria McCaffery大力提倡風能和潮汐發(fā)電，她說：“這一開創(chuàng)性的項目對英國乃至整個世界海浪能源的成功發(fā)展都有著極其重要的意義?！庇⒏裉m西南經濟發(fā)展署可再生能源機構的首席執(zhí)行官Matthew Spencer補充說：“海浪中樞將幫助英國成為全球海浪能源開發(fā)企業(yè)的首選，使康沃爾成為它們長期的投資基地?！弊顬橹匾囊稽c就是，這一項目潛在的成功在于將建成一座一流的海浪中樞，經由海底電纜與國家電網連接，最大限度地滿足用電需求。

“我們期望為各國海洋能源開發(fā)商提供一個試驗的平臺，推動海洋能源的迅速發(fā)展。通過與各國能源發(fā)展商的合作，我們還希望在全球范圍內推廣海洋能源業(yè)的生產標準。”雷格?巴克說。