潮間帶位于高低潮水位線之間,在我國,潮間帶資源集中于長江口以北各省,主要在江蘇、上海和山東沿海地區(qū)。根據(jù)初步估算,潮間帶年平均風(fēng)速可達(dá)6—7米/秒。我國進(jìn)行的樣機(jī)試驗(yàn)和即將開展海上風(fēng)電示范項(xiàng)目按嚴(yán)格的定義均為潮間帶風(fēng)電場。
明確潮間帶風(fēng)電開發(fā)目的
潮間帶風(fēng)電場在世界上尚無先例,我國無法借鑒國際先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn),屬于“摸著石頭過河”。
我國進(jìn)行潮間帶風(fēng)電場的示范和建設(shè)的原因與歐洲進(jìn)行海上風(fēng)電場建設(shè)有所不同。在歐洲,雖然海上風(fēng)電建設(shè)的成本同樣是陸上風(fēng)電成本的兩倍以上,但歐洲的海上風(fēng)能資源要比陸上好得多,增加的風(fēng)能資源在很大程度上抵消了增加的成本;而我國的風(fēng)能資源主要集中于三北地區(qū),潮間帶的風(fēng)能資源是否明顯高于三北地區(qū),由于測風(fēng)資料的短缺,目前還不是特別清楚。我國發(fā)展潮間帶風(fēng)電場的主要原因是,東部沿海地區(qū)臨近電力負(fù)荷中心,電網(wǎng)容量比較大、結(jié)構(gòu)相對合理,能夠節(jié)省電力傳輸成本,我國開展潮間帶風(fēng)電場的建設(shè)不是目的,更重要的是為了與陸上、中深海上風(fēng)電的開發(fā)成本進(jìn)行比較,選擇一條適合中國的風(fēng)電利用形式(陸上、潮間帶還是中深海上風(fēng)電)。
安裝成本和風(fēng)資源是決定因素
與陸上風(fēng)電相比,潮間帶風(fēng)電工程的經(jīng)濟(jì)性取決于安裝成本和風(fēng)資源。因?yàn)閺娘L(fēng)機(jī)角度來看,潮間帶風(fēng)機(jī)是在陸上風(fēng)機(jī)增加一些冗余設(shè)計來實(shí)現(xiàn)的,并且風(fēng)機(jī)所受載荷與陸上風(fēng)機(jī)幾乎沒有差異(沒有波浪載荷);從電網(wǎng)角度看,我國東部沿海電網(wǎng)的連接相對容易;從海底電纜看,潮間帶風(fēng)電場距離海岸較近,電纜成本的比例不會顯著地升高。
潮間帶風(fēng)電工程的安裝涉及地基的建造和如何安裝風(fēng)機(jī)。上海東海大橋風(fēng)電場采用的是單樁地基和風(fēng)機(jī)整體安裝,積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn),但由于此風(fēng)電場臨近東海大橋這條高速運(yùn)輸通道,其他潮間帶風(fēng)電場在借鑒其經(jīng)驗(yàn)時應(yīng)把安裝成本適當(dāng)調(diào)高。
目前來看對于單樁安裝,比較好的選擇是用小型的自升式駁船,樁式基礎(chǔ)也是可以考慮的路徑,兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。單樁需要專門制造和安裝,如果要安裝多臺風(fēng)機(jī),實(shí)踐證明是可行的。樁式基礎(chǔ)只有在場地、通道和工作平臺在水位上方建造時才能使用。單樁采用的是傳統(tǒng)的已經(jīng)成熟的技術(shù),但是樁帽和打樁比較貴。兩者孰優(yōu)孰劣現(xiàn)在無法明晰。
潮間帶風(fēng)能資源資料十分有限,這是風(fēng)電場效益的隱患,風(fēng)速是最重要的指標(biāo),無論怎樣強(qiáng)調(diào)其重要性也不為過。據(jù)測算,同樣一臺風(fēng)機(jī),安裝在年平均風(fēng)速為9米/秒的風(fēng)電場比安裝在風(fēng)速為6米/秒的風(fēng)電場發(fā)電量高出一倍。一個3.8吉瓦的風(fēng)電場,如果有10%的發(fā)電量損失,則每年的損失可以用來建造1900座測風(fēng)塔。測風(fēng)工作如果做得不夠,會給投資帶來無可挽回的損失。目前,我國潮間帶地區(qū)測風(fēng)工作開展得不夠,應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)測風(fēng)的準(zhǔn)確性和測風(fēng)時間。
立法框架