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第13章 潮起潮落生电能:潮汐能(3)

我国的东南沿海也具有相当大的潮汐能开发潜力。我国潮汐资源92%以上的潮汐能集中在能源消耗量大、最缺能源的沿岸——华东地区;其中99.3%集中在福建、浙江和上海一带,可装机容量达1900多万千瓦。特别应该指出,在这个地区有三个被认为最有可能大规模开发潮汐电站的地点,即长江北口、钱塘江和乐清湾。这三个地点测算装机容量可达600万千瓦,占该地区潮汐能源总量的31.1%。其中,长江北口的潮汐能开发,装机容量可达90万千瓦,年发电量26.4亿度,可与新安江水电站的发电能力相媲美;而钱塘江潮汐能开发,装机容量约为396万千瓦,年发电量达100亿度以上,超过葛洲坝水电站的能力。如果加以开发利用,不仅可以大大缓解华东地区的电力紧张,而且将有力促进沪、杭、宁经济三角区的繁荣。此外,我国沿海还有一些潮差较大(3~4米)的地带,根据勘测计算,其潮汐能资源开发条件也较优越,这些地区如浙江省有254.2万千瓦,山东省有1.52万千瓦,广东省有69.3万千瓦,广西壮族自治区有25.5万千瓦,都有开发利用潜力。如果我们对今后的潮汐发电进行预测时,以不太理想的条件为前提,并假定今后仍奉行当前的政策,即潮汐电站投资成本今后仅略有下降,实际利率为5%,那么预测结果是:在规定的研究项目的期限内,英国、加拿大和俄罗斯的一些站址会得到开发,到2020年,这些潮汐电站的年发电量将达12亿千瓦·小时。

潮汐能发电有“潜力”

1.国外潮汐能发电的现状与发展前景

很久以前,人类就开始了对潮汐能利用的探索。远在11~12世纪,法国、英国等沿海地区就出现了潮汐能水磨。到了18世纪,在俄国阿尔汉格尔斯克海滨有了以潮汐能为动力的锯木厂。19世纪末,法国工程师布洛克首先提出了1个在易北河下游兴建潮汐发电站的设计构想。1912年,德国率先在石勒苏益格荷尔斯太因州的苏姆湾建成了世界上第1座小型潮汐能发电站;接着,法国在布列太尼半岛兴建了1座容量为1865千瓦的潮汐能发电站。以后,潮汐资源丰富的国家,包括法国、英国、前苏联、加拿大、美国等,都进行了潮汐发电的开发。现在,世界上已建成的较著名的潮汐电站有法国圣马洛湾的朗斯潮汐电站,装机容量240兆瓦,年设计发电量5.44亿千瓦时,1967年投入运行;前苏联乌拉湾中的基斯拉雅潮汐试验电站,装机容量400千瓦,1968年投入运行;加拿大芬迪湾的安纳波利斯潮汐电站,装机容量20兆瓦,1984年投入运行。目前,潮汐能发电是海洋能中技术最成熟和利用规模最大的一种,全世界潮汐电站的总装机容量为265兆瓦,年发电量约达6亿千瓦时。现在,潮汐能开发的趋势是机组大型化,因此各国计划建设不少大型潮汐电站,如加拿大芬迪湾装机4000兆瓦电站,英国塞文河口的7200兆瓦电站,韩国装机400兆瓦的加露林湾电站,还有印度卡奇湾电站等。预计到2030年,世界潮汐电站的年发电总量将达600亿千瓦时。各国在规划、筹建的同时,努力进一步解决海工建筑物的结构形式和施工方法问题,松软坝基的处理和防渗问题,建筑物抗台风问题,新型机组的研制问题,防腐、防淤、防污、排淤和综合利用问题,随着潮汐电站建设成本的逐步降低,一批新型的大中型潮汐电站将会陆续建成。

2.我国潮汐能发电的现状与发展前景

我国潮汐能利用的近代发展,始于20世纪50年代后期。在1956年,在福建省福州市郊建起浚边潮汐水轮泵站,以潮汐能为动力扬水灌田54小时平方米。利用潮汐能来发电,则是从1958年开始的。就其发展进程,大体可分为三个阶段。

(1)第一阶段

1958年前后,在广东、江苏、辽宁、福建、山东和上海等省、市的海滨,先后建造了上百处小型潮汐电站,但因当时急于求成、选址不当、设备简陋,加上管理不善等原因,基本上陆续报废了。只有稍后建成的浙江温岭沙山潮汐电站,是唯一延续正常运行的电站,为解决当地农户的生活和生产用电起到了良好的作用。

(2)第二阶段

这个阶段是指20世纪70年代,现有的潮汐电站多数都是在这段时间建成或始建。在20世纪70年代,先后开工兴建的潮汐电站有浙江的江厦、高塘、岳浦、兵营、洞头、海山电站;山东的白沙口、金港电站;江苏的浏河电站;广东的镇口、沙抓电站;广西的果子山等电站。这阶段所兴建的潮汐电站的共同特点是装机规模多为百余千瓦到数百千瓦,比前阶段兴建的电站大了一个数量级。另一特点是设计、施工和选用设备均比较正规,因而运行的可靠性一般较高。

(3)第三阶段

这个阶段是指20世纪80年代初到现在的30多年时间。1983年,沿海各省、市先后提出了本地潮汐能资源新的普查成果报告,由于计算方法上的改进,使得资源量统计比以前更加精确了。这次普查的汇总成果确认我国可开发潮汐能资源的装机容量为2158万千瓦。

江厦潮汐电站曾于1972年开始兴建,1980年首台机组发电;1983年,将二期工程列为国家“六五”期间科技攻关项目,电站得以在1985年全面建成。电站装机5台,总容量达3200千瓦,这一成就把我国运行中的潮汐电站装机规模提高了一个数量级。2005年国家科技部将新型潮汐发电机组研制课题列入国家“863计划”项目,利用江厦电站已有的6号机坑及流道,设计、制造、安装1台新型的双向卧轴灯泡贯流式水泵水轮发电/电动机组。此预留的第六个机坑,已于2007年在国电龙源集团公司和“863计划”支持下,研制安装了一台700千瓦的新型机组,并于2007年9月正式并网发电,使总装机容量达到3900千瓦。单机容量500千瓦和700千瓦的灯泡贯流式水轮发电机组全由我国自己研制。

之后,福建省1座兆瓦级潮汐电站——平潭县幸福洋潮汐电站于1984年10月动工,至1989年5月建成,为福建省今后开发潮汐能资源积累了新经验。

§§§第三节著名的潮汐能发电站

朗斯潮汐电站

朗斯潮汐电站是迄今为止世界上正在运行的装机容量最大的(24万千瓦)潮汐能发电站。该电站位于法国西北部英吉利海峡沿岸,圣马洛湾的郎斯河口南2.5千米处。该处最大潮差达13.5米,是世界上著名的大潮差地点之一,这样的潮差和地形条件对于建设潮汐电站非常理想。

朗斯潮汐电站于1961年元月动工,1966年11月26日由戴高乐总统主持工程落成典礼,1967年12月4日,最后1台机组投入运行。朗斯潮汐电站工程主要包括以下几个部分。

①发电站厂房及发电机组。厂房与挡水坝是结合的建筑物,厂房内安装24台灯泡贯流式发电机组,具有正、反向发电,正、反向抽水,正、反向泄水6个工况运行性能,每台机组容量为1万千瓦,总装机容量为24万千瓦。厂房也具有挡水作用;水流通过灯泡贯流式水轮发电机组进、出水库,推动机组转动发电。

②堆石坝。堆石坝与厂房毗连,因朗斯河较宽,堆石坝与厂房共同拦挡河水。

③泄水闸。泄水闸位于堆石坝东侧,用以控制进、出水库的水量。

④船闸。船闸位于厂房的西侧,朗斯河与海峡航行的船只可由此通过。

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