2、技术水平评价

　　江厦潮汐试验电站是以国家重点科技攻关成果转化建成的我国最大、最先进的潮汐电站，其装机容量位居国内第一、世界第三。为此，我们主要以该站为例，评价我国潮汐能利用所取得的主要成就 [8]。

　　首先，为江厦潮汐电站研制的两种结构形式的四工况灯泡型贯流式潮汐水轮发电机组，填补了国内空白，其主要性能指标接近法国朗斯潮汐电站的水平。其中研制的调速器与行星齿轮增速和直联两种结构的机组配套，能满足潮汐机组复杂的调节过程，其静动态特性的主要指标均已达到部颁标准。此外，两种结构形式的机组都能稳定运行，并各有特点。如能适应潮差变化而进行大幅度调节的导叶和浆叶双调结构；能适应多工况运行的灯泡型发电机；能承受正反向推力，并能有效阻止海水侵入机组的止水密封，以及无刷励磁和新型接力器回复机构等。

　　其二，在软基础上建筑水库堤坝的设计施工获得成功，建筑物稳定可靠。江厦潮汐电站堤坝建于承载能力小于0.1kg/cm2的海相淤泥粘土层上，坝两侧水位每天经历四次大起大落的泄降，经长期考验，建筑物稳定可靠，无不均沉陷、断裂和倾斜等现象发生。

　　其三，选址合理、坝址正确，库内外泥沙淤积不明显。因为江厦潮汐电站处于乐清湾的顶部，海水含沙量少（1973年实测年平均0.064kg/m3），泥沙颗粒细（粒径<0.02mm），再加上电站双向运行水流湍急，不利于泥沙淤积。据1982年与1972年对江厦潮汐电站库区实测地形比较，发现库区虽有冲、淤，但均不严重，库内尾部两侧+1.2m高程以下有10－30cm淤积，深库部位冲刷1m多。

　　其四，机组构件和流道防海水腐蚀和防海生物污损技术措施成效明显。为了提高潮汐电站机组构件和流道防海水腐蚀、防海生物污损的性能，采取的主要技术措施有：（1）采用厚浆型环氧沥青漆和电解海水外加电流阴极保护技术防腐蚀，如江厦潮汐电站就采用了高接触型氧化亚铜涂料防污；（2）采用AC-15铝粉漆防锈和836#沥青防污，如海山站；（3）采用不锈钢制水轮机叶轮，如江厦、岳浦、海山站；（4）采用喷灯烧死附着生物后涂水柏油，如岳浦站。

　　然后，最关键的是取得了潮汐电站运行管理的第一手资料。对潮汐电站运行调度和潮汐电能在电力系统中的应用积累了宝贵的经验，主要有：（1）电站采用了公用的按水位变化控制正、反向工况切换和水轮机协联工况的装置，经运行考验效果良好，并为进一步实现微机控制和自动化操作创造了条件；（2）采用SB6-35型断路器和二段母线装置，满足了电站发电机组每天开、停机各四次的频繁操作和正反向顺序切换的要求；（3）对周期性电能接入电网后的调试、使用和水库水量的合理调度积累了大量可靠的数据。

　　浙江省潮汐能开发技术经过40多年的实践，特别是经过江厦电站的研建和80、90年代的规划论证和研究，在潮汐电站规划选点、设计论证、设备制造安装、土建施工和电站运行管理等方面都取得了较大的技术进步和积累了丰富的经验，技术水平在国际上已居较先进的地位。浙江省的潮汐能开发因建成的小型电站多和库区综合利用搞得好而受到国外同行的关注。俄国潮汐发电专家曾著文称“江厦潮汐电站不仅对于中国，而且对其它国家今后潮汐电站的建设都具有杰出的意义，应给予高度评价”[9]。此外， 1992年韩国有关部门亦曾邀请中国潮汐能发电专家对其拟选的40万kW加露林潮汐电站做咨询评估等。

　　3、经济效益评价

　　由于浙江省几座潮汐电站均在计划经济时期建成，尤其是在“大跃进”和“文革”时期，所以建设程序多数不正规，资金来源多性质多渠道，建设过程也多周折、反复，再加缺乏系统的数据资料，故很难用科学规范的方法进行定量的经济、财务分析，在此只能列举有关数据，以反映潮汐电站的经济效益和财务状况。

　　（1）电站投资

　　影响潮汐电站投资的因素很多，如资源条件（潮差、坝长及其与水库面积之比等）优劣，规划设计是否正确，施工管理是否严格，设备价格是否合理及确定价格的时间等，故很难用笼统的计算平均给出。浙江省4座潮汐电站除沙山站外，均在70年代完成土建，除江厦潮汐电站为国家投资，海山潮汐电站为地方投资为主外，其他站均为民办公助，再加各站所处条件不同，故各站单位千瓦投资相差较大，约在1000－5000元之间。

　　江厦潮汐电站。该站是建设程序较正规的一个，资料相对也较完整，但因人们对不合理开支和综合利用的投资分摊、效益分享等问题的处理原则和计算方法不同(有8种) [10]，对其单位千瓦投资的计算，结果差距较大（大约在700 －4000元之间）。

　　据该电站主管单位浙江省电力局的报告称：“电站总投资为1130万元，若不是十年动乱的影响，按正常的基建程序建设这个电站，其投资可减少到948万元，单位千瓦投资为2900元，稍高于低水头河川电站的投资。”[8]1986年1月在国家科委和水电部召开的评审会上，专家们对他们的分析方法和得出的结论表示认可。

　　海山潮汐电站。该站为了在海岛上延长独立供电时间，建设了上、下水库和蓄能水库，并多次扩建，效果是好的，但投资较大。据不完全统计，建站投资为32.05万元（含蓄能电站投资8.6万元）；1983年利用水枪冲淤投资13.7万元；1986年扩建上、下水库，增装第二台75kW机组，投资36.0万元，1996年改、扩建（即由原来的2台75kW机组改扩为2台125kW机组），投资近60万元。故海山潮汐电站的总投资约为120万元，其单位千瓦投资达到了4800元。显然，这与该站多次改、扩建和多次投资有关，从而提高了单位千瓦的投资成本。

　　（2）电站收益

　　江厦潮汐电站。1986－1999年14年共发电8198.98万kWh，上网电量共7457.84万kWh，电费总收入为1790.91万元。其中1999年发电量为598.93万kWh，上网电量收入为240.58万元。

　　库区内围垦土地5600亩，其中可耕地4700亩。电站库区综合利用情况良好，效益显著（据温岭市江厦乡政府提供的资料）。如库区围垦土地种植（主要种植水稻、棉花等农作物和柑桔、文旦等水果），1999年产值约409.6万元，净收入约110.6万元；利用库区近岸水域围塘立体水产养殖（主要品种有对虾、青蟹、蛏、花蚶、泥螺等），1999年产值约1985.4万元，净收入约400万元；利用库区滩涂和水面开展贝类甲壳类养殖和网箱养鱼（主要品种有虾、蟹、蚶、蛏和鲈鱼、大黄鱼、欧洲鳗等），1999年产值约1285万元，净收入约265万元。故就1999年以上三项总产值达3680万元，净收入为775.6万元。

　　可见，若把库区综合利用效益计算在电站收益内，电站则可盈利334.18万元。然而，目前江厦潮汐电站库区综合利用收益却完全与电站无关。这也是江厦潮汐试验电站长期处于亏损运行状态的主要原因。

　　海山潮汐电站。1986－1990年5年共发电84.34万kWh，电费总收入8.87万元。电站扩容为2×125kW后，1997－1999年3年共发电106万kWh，电费总收入为51万元。

　　电站在库区内开展以养对虾为主的水产养殖，获得很好的经济收益。1986－1990年5年总产值达91.87万元，净收入达30.71万元。1998－1999年2年总产值达132.2万元，净收入达70.6万元。

　　该站固定资产总值达81.5万元（1991年），大修折旧费只从发电收入中提取，单位电能成本为0.27元，发电、养殖分摊后单位电能成本为0.171－0.193元。受养殖影响，每年少发电量约3－4万kWh，占总发电量的10－13%，发电收入减少0.6－0.7万元，而水产养殖产值为发电产值的10倍以上，使电站达到自给有余。

　　4、社会效益评价

　　（1）创工业产值

　　浙江省仅江厦和海山两电站，1986－1999年共发电约8500万kWh，按当地单位电能工业产值每千瓦小时10元计，则潮汐电站已创工业产值8.5亿元。

　　（2）节约发电用煤

　　 按每千瓦时电能煤耗350g标煤计，全省潮汐电能14年为国家节约发电消耗标煤3.06万吨，平均每年为国家节约发电消耗标煤2185吨以上，共节约燃料费约1200万元以上，平均每年近90万元。

　　（3）培养了一批潮汐能开发人才

　　浙江省通过40多年的潮汐能开发，特别是江厦潮汐电站的研建、运行管理和80－90年代的潮汐能开发规划设计研究，为本省培养和锻炼了一批潮汐能开发利用方面从事规划选点、勘测设计和研究、设备制造和施工及运行管理的专业人才，也为全省今后潮汐能开发做好了技术和人才储备。

　　（4）扩大了影响，提高了知名度

　　江厦潮汐电站目前仍是我国最大、最先进的潮汐电站，曾获得1987年国家科技进步二等奖，故时常被媒体关注，国内海洋能专家经常将有关该站的研究成果在国际上传播，已广为世人所知，不仅国家领导人和有关部委领导及国内专家前往视察参观，还有国外专家慕名而至，并对中国在潮汐能开发利用方面所取得的成就大加赞扬。

　　海山电站还因其创造了独特的双库全潮蓄能发电形式，而获得联合国技术信息促进系统中国国家分部颁发的“发明创新科技之星奖”。

　　 （5）其他效益

　　江厦站水库大坝便利了海湾两岸的交通。海山站泄水渠已成为本岛的小型交通运输船码头等。

　　5、生态环境效益评价

　　（1）减少向大气排放有害废弃物

　　按江厦和海山两电站1997年以后的发电量（每年平均约620万kWh）计算，相当每年少燃烧发电标煤2480t，从而每年可减少向大气排放CO2 7200t，SOx 50t，NOx 31t，粉尘 310t。

　　（2）优化电站周围的生态环境

　　正如俄罗斯潮汐发电专家所说：“中国的江厦潮汐电站在目前世界上运行的潮汐电站中，其生态效果是独特的。根据生态条件所采取的运行调节（库水位不会高出平均水位以上+1.5m）措施，虽然损失了电能指标，但保证了大面积的海涂变成稻田和果园，再加上渔业（大量养殖海虾和贝类），使电站所在地区的生活水平提高，形成了一个优美的乡镇。”[9]而常规能源（矿物燃料）开采通常要毁坏森林、良田等原有的各种植被，破坏生态环境。江厦潮汐试验电站不仅是我国最早建成的可再生能源利用的实用基地，而且也必将会成为我国发展循环经济，建设资源节约型社会的示范基地。目前，江厦潮汐试验电站也已经被浙江省有关部门列为青少年科普教育基地。

　　 6、存在的主要问题及解决方案

　　（1）技术方面

　　浙江省潮汐能利用虽经过了40多年的实践，特别是江厦潮汐试验电站的研建，在科学技术上取得了很大进步，也积累了很多经验与教训，为今后开发万千瓦级以上潮汐电站奠定了基础。但也由于受到当时历史条件的限制，在技术上还存在很多不足，尚需加强研究。[6]

　　其一、 超低水头大容量水轮发电机组研制。为适应研建万千瓦级电站的要求，应尽快研制相应的机组，单机容量规模拟在0.3－0.5万kw以上，性能要求是发电效率高、造价低、耐腐蚀污损、故障率低，并兼顾河川水电站通用，以期增加生产量、降低成本。而现有潮汐水轮发电机组的单机容量小，自动化程度不够，且设备可利用率较低，检修时间长，设备构件和流道的防腐防污技术措施尚待改进提高。

　　其二、 改进水工建筑物型式和施工方法。国外潮汐电站的厂房、水闸采用预制钢筋混凝土薄壁空腔沉箱式结构和浮运法无围堰施工，具有缩短工期和降低投资的优点。但国内潮汐电站建设中尚无这方面的实践和经验。由于现有潮汐电站的水工建筑型式单一，施工方法陈旧，造成工程量大，工期长，费用高，从而使电站总投资大，经济评价指数偏高，不利于推广。

　　其三、水下基础处理技术研究。江厦潮汐电站建设中电站主体结构布置在岸边基岩上，而今后中大型潮汐电站的厂房和水闸等主体结构物将多置于海中，其基础多为风化基岩和淤泥质沉积，施工难度较大。在采用无围堰施工时，无论哪种类型的基础，均需进行水下基础处理，而我国尚不具备这方面的成熟技术。

　　其四、 建立潮汐电站发电和库区综合利用统一规划、开发、经营和管理的体制。现有潮汐电站正反两方面的经验表明，在当前条件下，搞好库区综合利用是提高电站经济效益的有效途径[5]，浙江海山潮汐电站和山东白沙口潮汐电站的经验证明，潮汐电站综合利用的潜力是巨大的。而浙江省江厦潮汐试验电站在库区综合利用方面尚有许多教训可以吸取，目前尚缺乏一套行之有效的统一开发和经营的管理体制，以及利好的激励政策，以促进潮汐能大规模开发利用。

　　（2）经济方面

　　目前，可再生能源开发利用所遇到的问题是，一次性投资高，且自身经济效益差，但社会效益却十分显著。潮汐发电也不例外。

　　如一次性投资高，主要有如下原因所致，即：1）潮汐发电因为水头（潮差）低、流量大和潮差变化，不仅水轮机体积大，耗费钢材多，设备出力不足，容量系数低，发电量少；而且，在软基础上筑坝，以及在恶劣的海洋环境中施工，施工难度大、建设周期长、费用高；此外，许多设备需防腐、防污处理等，故造成电站建设一次性投资较高。2）由于建设所处的时代影响，江厦潮汐试验电站主要靠上级划拨的科研经费建设，而资金又不能有计划按时到位，只能到多少，干多少，故电站于1973年4月开工，至1980年5月第一台机组才投产发电。而实际有效工期仅3年左右[10]。由于工期延误和设备材料浪费等，所造成的不正常、不合理开支竟高达180万元左右。3）按江厦港大坝以上港湾面积计算，实际上江厦潮汐试验电站的装机容量可达1万kW以上。但因为是试验电站，按当时的技术条件和要求，规模不宜太大，并且强调贯彻“以粮为纲”方针，要兼顾库区围垦种植，故最终确定的电站装机规模为3200kW。并确定双向运行发电，控制库区水位，放弃抽水工况，这些措施也都是为了照顾围垦利益。当地群众还擅自扩大围垦种植或养殖面积，造成库容缩小。此外，为了试验的需要，将机组结构设计得较为复杂，每台机组均为单机设计、制造和安装，故费用显然比定型批量生产要高得多。据国外研究表明，潮汐电站设备的定型和批量制造，可大大节省投资成本。如前苏联列宁格勒金属厂，在加工制造20个大型水轮机的成本核算中，得出制造第10个水轮机的成本为第一个的60%，而第20个则为第一个的50%。再如英国塞文潮汐电站计划利用的160台机组，采取批量制造，其造价可降低28.5%[9]。

　　再者经济效益低。如上所述，当前潮汐电站的突出问题是经济效益较低。究其原因主要有：1）潮汐能量密度低，造价高，发电量少。2）检修时间长，设备可利用率低(与防腐防污不到位有关)，从而也影响到发电量。如江厦潮汐试验电站停机检修时间最长曾达550天/台（1993年），平均每台机组检修时间为3.7个月。1996年停机检修时间最短为220天/台，平均每台检修时间为1.5个月。年平均检修时间为每年每台2.6个月。3）江厦电站库区围垦土地种植和滩涂、水面综合利用与电站分属不同部门管理，实行独立核算，从而使电站失去了一条创收的途径。4）电站运行自动化程度低，职工多、负担重。江厦电站每兆瓦装机容量拥有职工数超过28人，而法国朗斯站仅为0.25人/MW，设计中的浙江健跳万千瓦级潮汐电站每兆瓦装机容量拥有职工数也为1.25人。1999年江厦站仅职工工资、福利等费用就达300多万元，占生产性开支的一半，仅此一项使每千瓦小时电能成本增加0.5元以上。5）政府缺乏对可再生能源，特别是潮能资源开发利用的激励政策和优惠措施。

　　综上所述，潮汐电站当前的经济效益低下，除了与潮汐能自身的弱点有关以外，主要是管理体制，以及内部管理不善和激励政策缺乏所造成的。山东省白沙口潮汐电站和浙江省海山潮汐电站的成功运行表明，只要把潮汐电站与库区综合利用捆绑起来运作，潮汐电站同样能创造出良好的经济效益。江厦潮汐试验电站如能解决库区综合利用的经营权、强化和改善内部管理，也同样可以获得很好的经济效益。

四、大规模开发利用潮汐能资源的对策建议

　　浙江省是全国最早开发利用潮汐能，并建成实用潮汐电站的省份之一。至80年代中期尚有4座小型潮汐电站（全国共8座）在正常运行，但到2000年，潮汐电站数目非但没有增加，反而在减少。目前，仅剩2座处于艰难维持状态，其中江厦潮汐试验电站则长期处于负债运行状态。为何在全球常规能源（煤、油）日趋紧缺，以及为保护人类生存环境、开发可再生能源的呼声越来越高的情况下，同样是再生能源的风能开发利用在我国有较大的进展，而潮汐能利用尽管在我国起步较早，技术条件也较为成熟，却未能得到应有的重视，发展步履艰难呢？

　　究其原因，主要与人们对潮汐能开发利用的认识不足，甚至存在偏见有关。如有人认为，潮汐电站规模小、投资高，且又是间隙性发电，成不了“气候”。殊不知，我国东南沿海地区有数十处建造万千瓦级潮汐电站的理想站址，就浙江省而言，潮汐能可开发装机容量就高达880万千瓦，年发电量则在260亿KWh以上。由此可见，潮汐能开发只要能得到应有的重视，规模可以由小变大（法国于1967年建成的朗斯潮汐电站，总装机容量达24万KW，年发电量5.44亿KWh，至今运行正常，效益良好；且据国外报导，在未来10-15年内，在英、加、俄、印等国中将会有100万KW级的潮汐电站建成，最大的电站总装机量可达1000万KW）。此外，也有人认为，潮汐电站投资过高，此乃不足为奇，它建造在环境条件相比陆地（火电厂）和河流（水电站）要恶劣得多的海湾中，在软基海底上筑坝、波浪对海上建筑的威胁、水轮机受海水腐蚀和海洋生物的附着等因素而增加潮汐电站的建设成本是合乎情理的。随着科学技术的迅猛发展，对上述问题的处理技术已渐趋成熟，因而建设成本亦会随之下降。另外，潮汐电站发电无需燃料，故运行成本比火电厂低。而且蓄水库还可搞综合开发利用，尚可产生较好的经济效益。而火电厂投资成本之所以较低，却是用牺牲生态环境所换来的。在全球对人类生存环境愈来愈关注的今天，人们对建设潮汐电站的观念势必会发生改变，因为潮汐发电不需燃料，不会污染环境，更无需淹地、移民、年发电量稳定少变，取之不尽,用之不竭，故其发展前景不可低估。

　　根据潮汐的性质，决定了潮汐电站间隙性发电的特点。但在我国经济发达的沿海地区建设潮汐电站，均可与大电网并网，故潮汐电站的间隙性发电不会影响用户的用电需求。且浙江省海山潮汐电站在解决间隙性发电这一难题中已进行了有益的尝试，摸索了一条双库全潮、蓄能发电的新路子，日平均发电时间已由原来的8-10小时，提高到20.5-22.1小时。

　　由此可见，潮汐能开发利用从长远来看，无疑有利可图，虽然潮汐能开发利用在能源结构中不可能占太大的比重，但亦可作为常规能源的补充。我国东南沿海潮汐能资源丰富，且开发的自然条件优越，具有建造万千瓦级潮汐电站的理想坝址，故应积极争取国家立项，为改善我国的能源结构，以及利用新能源方面做出贡献。为此，建议如下：

　　1、国家电力公司华东勘测设计研究院已经承担并完成了“浙江省三门县健跳港潮汐电站预可行性研究”，建议国家经贸委能把建设我国第一座中型（万千瓦级）潮汐电站项目列入全国可再生能源开发利用规划，以及可再生能源产业发展指导目录中，并能在“十一五”期间组织实施。

　　2、组织全国从事水轮发电机组研制单位和生产厂家对用于潮汐发电的水轮机组进行联合攻关，以解决海水腐蚀和海洋生物附着等影响水轮机正常工作的难题，以提高发电效率和降低电站投资成本。根据世界沿海各国开发利用潮汐能趋势分析，在未来10-15年内，潮汐能开发利用会有较大的发展。为此，位于我国东南沿海的浙江省和福建省应在现有基础上，迈出一步，为国产潮汐（低水头）水轮机组定型、标准化做出贡献。可以意料，低水头水轮机组制造业有可能成为我国21世纪的新型产业。

　　3、对我国目前仅存的数座潮汐电站，应采取对策和措施积极扶持，为酝酿中的万千瓦级潮汐电站建设积累更丰富的运行经验，亦可为开发研制中的新材料和新设备提供试验场所。潮汐电站通常建于河口或海湾中，易受泥沙淤积，故解决电站蓄水库泥沙淤积问题是确保电站正常、长时期运行的关键。浙江省的海山潮汐电站对解决此问题已进行过实践，并取得了一些经验，但仍需进行长期探索，完善解决方案。

　　4、目前，在全国统一上网电价的情况下，对新能源，尤其是潮汐能开发利用应区别于常规小水电开发，给予如同新能源中风能和太阳能开发同等的优惠条件，即适当给予电价上网优惠，以鼓励和促进全社会对新能源——潮汐能开发利用的积极性，并能逐步扩大潮汐电站的建设规模，使之在我国的能源组成中占有适当的比重。

　　5、浙江省是我国潮汐能开发利用较早的省份，技术力量雄厚，人才济济。但分布在不同的行业和部门，尚无建立以此为专门职责的单位，这种局面对该省乃至全国潮汐能开发事业极为不利。建议国家有关部委支持在浙江省组建我国潮汐能开发利用研究中心，以便长期从事潮汐能开发利用的有关工作，为大规模开发利用潮汐能作好相应的技术储备，并打好基础。

　　相信在全社会的呼吁和关心、支持下，我国潮汐能开发利用在21世纪初会得到应有的重视和快速发展。  
  来源：国家海洋局第二海洋研究所

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