海洋城市坐拥浩瀚海洋,潮汐能、波浪能、海上风能等可再生能源取之不尽,仿若手握开启绿色能源未来之钥,然而,将这些海洋能源接入城市电网并妥善储能,一路却布满荆棘,攻克难题成为迈向可持续发展的必由之路。
潮汐发电站常建于海湾河口,借潮汐涨落驱动水轮机发电。
我国杭州湾畔某潮汐电站,拥有庞大水轮机矩阵,涨潮时海水涌入,推动叶片旋转,机械能转化电能,落潮同理。
可潮汐周期性强,发电功率 “潮起潮落” 不稳定,一日内发电高峰低谷落差大,与城市用电需求难以精准匹配。
白天工厂、商业区用电需求旺盛时,恰逢潮汐发电功率低谷,夜晚用电少,发电功率或正值高峰,“供需错位” 致使大量电能浪费。
波浪能发电装置漂泊海上,浮标式、振荡水柱式等各显神通,利用波浪起伏带动机械装置发电。
在欧洲北海,波浪能发电场星罗棋布,白色浮标随波舞动,将汹涌波涛能量转化 “蓝电”。
但波浪随机性超乎想象,大小、方向瞬息万变,发电忽高忽低,且恶劣海况下,风暴巨浪常致设备故障损坏,运维成本飙升,稳定性成 “心腹大患”。
海上风能发电近年发展迅猛,巨型风机矗立海面,叶片迎风飞转。
可海上风电 “远水难解近渴”,海上风电场多距城市遥远,电能长距离传输损耗大,还需铺设昂贵海底电缆;风机受海风 “暴虐”,叶片疲劳、塔基腐蚀等问题频发,可靠性存疑。
并网难题首要是 “稳流”,需建智能变流器与能量调控中心。
变流器如 “魔法盒子”,把潮汐、波浪、风电不稳定直流电或交流电,“驯服” 为符合电网标准稳定电能,依电网负荷、发电功率实时调配。
调控中心统筹各海洋能源电站,运用大数据、人工智能预测发电趋势,提前规划并网电量,削峰填谷,让海洋电能平稳入网。
储能更是关键 “蓄水池”。
电池储能站可建在陆地或海上平台,锂电池、液流电池等各有优劣,锂电池能量密度高但成本高、寿命有限,液流电池容量易扩充、寿命长却占地大。
利用废弃盐穴、矿井建压缩空气储能设施,低谷电驱动压缩机储存空气,高峰释放发电;蓄热储能则借热能存储,适配海洋温差能发电,调节电能供应 “余缺”。
政策扶持是 “助推器”。
政府补贴储能设施建设、并网技术研发,设绿色电价,对海洋电能并网给予优惠,激励企业投身;科研院校产学研联合攻关,优化设备、革新技术;产业协同打造全产业链,从能源开发、设备制造到储能运营,聚各方合力,破解海洋可再生能源并网储能困局,让海洋成为永不枯竭 “绿色电厂”。
丹麦海上风电经多年发展,凭借高效变流器、大规模电池储能,成功并网输能,满足国内近半用电需求,为全球海洋能源利用树立典范。