向蓝海要绿电

  浙江省舟山市岱山县秀山岛海域，潮涨潮落，风光秀丽。空中俯瞰，形似“小提琴”的发电站总成平台映入眼帘，湍急的潮流穿过涡轮机组，将动能转化为电能。

  作为中国自主研发的首台兆瓦级潮流能发电机组，LHD海洋潮流能发电站已经平稳运行多年，连续发电并网时长居世界前列。

  从秀山岛东南角的码头登船，乘坐快艇约两三分钟便来到了这座发电站的平台。平台大约长200米、宽35米、高30米，透过脚下的格栅板，能够正常的看到湍急的海水。水面之下，潮流能发电机组将奔腾的海水洋流转化为清洁的绿电，然后并入国家电网。

  潮流能发电，是一种利用海水涨落动能发电的技术。地处舟山群岛的岱山县，县域内有400多个岛屿和广阔海域，在自然条件的作用下，众多水道、海峡和湾口潮流速度大，能量高度集中，共同组合成了天然的“蓝色油田”。

  “这里是建潮流能电站的理想场所。”平台上，大型海洋潮流能浙江省工程研究中心主任、总工程师林东说，潮流能发电的原理与风力发电类似，都是利用流动的能量来驱动发电机，但海水的密度更高，同样流速下产生的能量也要远大于空气。

  “简单来说，就是要在海底安装一个‘大风车’。”顺着林东手指的方向看去，平台的底部钉入嵌岩桩，牢牢固定在海床上，海底潮流发电机放置在海中，潮水袭来时，涡轮机就转起来，同时带动齿轮旋转，然后带动发电机运行。

  不过，在强腐蚀、高流速的复杂海况下，大型机组如果全部坐落于海底，运维难、成本高，长期稳定运行并不容易。

  水下涡轮机负责捕获潮能，齿轮箱转换动能，发电机完成电能输出，各模块通过电缆连接形成完整系统……为此，林东和团队探索采用“平台化+模块化”设计：将系统核心功能拆分为多个模块，每个模块可以独立运作，总成平台系统同样具备扩展能力，以此来实现了高效开发及维护。

  “传统的大型机组是坐底式，发电机组泡在水里，我们则设置在露出海面的总成平台。如果单个模块需要维修或者扩充，都可以灵活调整。”林东说。

  潮汐有其规律，除了涨潮和落潮，每个月还有大潮中潮小潮，水流大小并不固定，如何保证潮流能稳定发电？

  走进LHD联合动能海洋能大型实验室，监控大屏上的实时画面展示着电站的发电实况。

  记者看到，它的叶片不仅更小，不会非常容易损坏，同时借助自主研发的自动变桨技术，机组能够准确的通过水流大小自动调节叶片的桨距，达到最优发电的效果。更神奇的是，由于涨潮和落潮的水流方向相反，叶片还会随着潮水调转方向，实现潮流能高效采集。

  “潮水的来去有着精确的时间表，能提前算清楚。”林东说，“海底风车”点亮着远方的万家灯火。

  “潮流能发电装置及其安装框架”“水流负荷调节装置及其应用的海洋能发电装置”……在杭州林东新能源科技股份有限公司，展览室墙上的几十份发明专利证书，见证了潮流能发电技术多年来的艰辛攻关。

  “刚开始条件很苦，实验是在游泳池里做的，几个人拖动设备，让泳池的水被动产生潮流。”林东说，虽然长期投入并没看到起色，但他并没有放弃。

  功夫不负有心人。长期的科研攻关，林东和研发团队最终提出并验证“平台化+模块化”的海洋潮流能利用技术路径，突破潮流能机组大功率稳定并网技术。2014年，浙江LHD海洋潮流能发电研发团队入驻秀山岛，开始工程建设。

  2016年7月，LHD第一代机组在舟山顺利下海发电。同年8月，LHD首期潮流能发电机组成功并入国家电网，中国成为国际上少数几个具备开展潮流能兆瓦级并网项目开发能力的国家。2018年，LHD海洋潮流能发电项目第二代0.4兆瓦机组、第三代0.3兆瓦机组相继顺利下海发电。2022年2月，第四代“奋进号”中国首台兆瓦级机组成功下海，经过试运行后，于2022年4月并入国家电网，标志着中国潮流能发电郑重进入“兆瓦时代”。

  与此同时，潮流能机组借助国网舟山公司打造的“风光潮储”微电网系统，通过柔性直流输电技术，实现绿电的全额消纳。

  截至今年10月底，LHD海洋潮流能发电项目累计上网电量已超834万千瓦时，单机规模和连续运行时间均保持全球前列，相当于等效减少使用2359吨标准煤，有效助力实现“双碳”目标。

  今年2月，自然资源部、国家发展改革委等六部门联合出台《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》，提出实施百兆瓦级潮流能重点工程，在潮流能资源富集区域，支持将潮流能发电作为沿海地区及海岛绿色能源补充解决方案之一。

  秀山岛附近海域的潮流能发电站、摘箬山岛附近海域浙江大学自主研发的海流能发电机组、葫芦岛附近海域的国家级潮流能试验场……截至目前，已有多个潮流能试验示范项目落地舟山。

  今年9月，由国家电投浙江公司、杭州林东新能源科技股份有限公司联合投资的舟山百兆瓦级潮流能项目真正开始启动。目前，项目已完成签约，即将开工。

  配套项目也在扎实推进。在舟山市发改委的规划图中，记者看到，秀山岛西部区域，一个占地总面积约800亩的浙江海洋潮流能母港产业园十分醒目。潮流能装备制造项目、潮流能产业技术创新研究院、潮流能设备检验测试认证中心、潮流能产业国际展示中心……以海洋潮流能为核心，产业生态链的蓝图已经绘就。

  “鉴于舟山潮流能资源开发空间大，潮流能技术储备国内领先，且具备深水岸线，便于潮流能装备出口，舟山市拟打造具有全球影响力的浙江海洋潮流能母港。”舟山市发改委主任郑学军说。

  据悉，母港以“全球潮流能产业创新策源地、国家海洋潮流能装备制造基地”为总体定位，覆盖核心研发技术、装备制造及总装、运维服务、人才培训、跨境商贸物流五大环节，打造科学技术创新高地、产业集聚高地、应用示范高地。

  数据显示，今年以来LHD海洋潮流能发电工程已有超过161万千瓦时电量并入国家电网，年平均发电量可满足秀山岛居民近一个月的家庭用电。“这还远远不足。”林东说，近段时间，他奔赴全国各地，对发电机组生产和投用进行当地考验查证，为的是让海洋绿电走进千家万户。林东预计，到LHD第七代机组成型时，潮流能发电成本将低于0.3元/千瓦时。

  从空中俯瞰岱山，潮流能电站点缀在碧海蓝天之间，和海上风电场、滩涂光伏共同构成了一幅多能互补的绿色能源图景。东海之滨，海岛间的涡轮，日夜不息地旋转，持续书写着向蓝海要绿电的故事。

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