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2、技術水平評價
江廈潮汐試驗電站是以國家重點科技攻關成果轉化建成的我國最大、最先進的潮汐電站，其裝機容量位居國內第一、世界第三。為此，我們主要以該站為例，評價我國潮汐能利用所取得的主要成就 [8]。
首先，為江廈潮汐電站研制的兩種結構形式的四工況燈泡型貫流式潮汐水輪發電機組，填補了國內空白，其主要性能指標接近法國朗斯潮汐電站的水平。其中研制的調速器與行星齒輪增速和直聯兩種結構的機組配套，能滿足潮汐機組復雜的調節過程，其靜動態特性的主要指標均已達到部頒標準。此外，兩種結構形式的機組都能穩定運行，并各有特點。如能適應潮差變化而進行大幅度調節的導葉和漿葉雙調結構；能適應多工況運行的燈泡型發電機；能承受正反向推力，并能有效阻止海水侵入機組的止水密封，以及無刷勵磁和新型接力器回復機構等。
其二，在軟基礎上建筑水庫堤壩的設計施工獲得成功，建筑物穩定可靠。江廈潮汐電站堤壩建于承載能力小于0.1kg/cm2的海相淤泥粘土層上，壩兩側水位每天經歷四次大起大落的泄降，經長期考驗，建筑物穩定可靠，無不均沉陷、斷裂和傾斜等現象發生。
其三，選址合理、壩址正確，庫內外泥沙淤積不明顯。因為江廈潮汐電站處于樂清灣的頂部，海水含沙量少（1973年實測年平均0.064kg/m3），泥沙顆粒細（粒徑<0.02mm），再加上電站雙向運行水流湍急，不利于泥沙淤積。據1982年與1972年對江廈潮汐電站庫區實測地形比較，發現庫區雖有沖、淤，但均不嚴重，庫內尾部兩側+1.2m高程以下有10－30cm淤積，深庫部位沖刷1m多。
其四，機組構件和流道防海水腐蝕和防海生物污損技術措施成效明顯。為了提高潮汐電站機組構件和流道防海水腐蝕、防海生物污損的性能，采取的主要技術措施有：（1）采用厚漿型環氧瀝青漆和電解海水外加電流陰極保護技術防腐蝕，如江廈潮汐電站就采用了高接觸型氧化亞銅涂料防污；（2）采用AC-15鋁粉漆防銹和836#瀝青防污，如海山站；（3）采用不銹鋼制水輪機葉輪，如江廈、岳浦、海山站；（4）采用噴燈燒死附著生物后涂水柏油，如岳浦站。
然后，最關鍵的是取得了潮汐電站運行管理的第一手資料。對潮汐電站運行調度和潮汐電能在電力系統中的應用積累了寶貴的經驗，主要有：（1）電站采用了公用的按水位變化控制正、反向工況切換和水輪機協聯工況的裝置，經運行考驗效果良好，并為進一步實現微機控制和自動化操作創造了條件；（2）采用SB6-35型斷路器和二段母線裝置，滿足了電站發電機組每天開、停機各四次的頻繁操作和正反向順序切換的要求；（3）對周期性電能接入電網后的調試、使用和水庫水量的合理調度積累了大量可靠的數據。
浙江省潮汐能開發技術經過40多年的實踐，特別是經過江廈電站的研建和80、90年代的規劃論證和研究，在潮汐電站規劃選點、設計論證、設備制造安裝、土建施工和電站運行管理等方面都取得了較大的技術進步和積累了豐富的經驗，技術水平在國際上已居較先進的地位。浙江省的潮汐能開發因建成的小型電站多和庫區綜合利用搞得好而受到國外同行的關注。俄國潮汐發電專家曾著文稱“江廈潮汐電站不僅對于中國，而且對其它國家今后潮汐電站的建設都具有杰出的意義，應給予高度評價”[9]。此外， 1992年韓國有關部門亦曾邀請中國潮汐能發電專家對其擬選的40萬kW加露林潮汐電站做咨詢評估等。
3、經濟效益評價
由于浙江省幾座潮汐電站均在計劃經濟時期建成，尤其是在“大躍進”和“文革”時期，所以建設程序多數不正規，資金來源多性質多渠道，建設過程也多周折、反復，再加缺乏系統的數據資料，故很難用科學規范的方法進行定量的經濟、財務分析，在此只能列舉有關數據，以反映潮汐電站的經濟效益和財務狀況。
（1）電站投資
影響潮汐電站投資的因素很多，如資源條件（潮差、壩長及其與水庫面積之比等）優劣，規劃設計是否正確，施工管理是否嚴格，設備價格是否合理及確定價格的時間等，故很難用籠統的計算平均給出。浙江省4座潮汐電站除沙山站外，均在70年代完成土建，除江廈潮汐電站為國家投資，海山潮汐電站為地方投資為主外，其他站均為民辦公助，再加各站所處條件不同，故各站單位千瓦投資相差較大，約在1000－5000元之間。
江廈潮汐電站。該站是建設程序較正規的一個，資料相對也較完整，但因人們對不合理開支和綜合利用的投資分攤、效益分享等問題的處理原則和計算方法不同(有8種) [10]，對其單位千瓦投資的計算，結果差距較大（大約在700 －4000元之間）。
據該電站主管單位浙江省電力局的報告稱：“電站總投資為1130萬元，若不是十年動亂的影響，按正常的基建程序建設這個電站，其投資可減少到948萬元，單位千瓦投資為2900元，稍高于低水頭河川電站的投資。”[8]1986年1月在國家科委和水電部召開的評審會上，專家們對他們的分析方法和得出的結論表示認可。
海山潮汐電站。該站為了在海島上延長獨立供電時間，建設了上、下水庫和蓄能水庫，并多次擴建，效果是好的，但投資較大。據不完全統計，建站投資為32.05萬元（含蓄能電站投資8.6萬元）；1983年利用水槍沖淤投資13.7萬元；1986年擴建上、下水庫，增裝第二臺75kW機組，投資36.0萬元，1996年改、擴建（即由原來的2臺75kW機組改擴為2臺125kW機組），投資近60萬元。故海山潮汐電站的總投資約為120萬元，其單位千瓦投資達到了4800元。顯然，這與該站多次改、擴建和多次投資有關，從而提高了單位千瓦的投資成本。
（2）電站收益
江廈潮汐電站。1986－1999年14年共發電8198.98萬kWh，上網電量共7457.84萬kWh，電費總收入為1790.91萬元。其中1999年發電量為598.93萬kWh，上網電量收入為240.58萬元。
庫區內圍墾土地5600畝，其中可耕地4700畝。電站庫區綜合利用情況良好，效益顯著（據溫嶺市江廈鄉政府提供的資料）。如庫區圍墾土地種植（主要種植水稻、棉花等農作物和柑桔、文旦等水果），1999年產值約409.6萬元，凈收入約110.6萬元；利用庫區近岸水域圍塘立體水產養殖（主要品種有對蝦、青蟹、蟶、花蚶、泥螺等），1999年產值約1985.4萬元，凈收入約400萬元；利用庫區灘涂和水面開展貝類甲殼類養殖和網箱養魚（主要品種有蝦、蟹、蚶、蟶和鱸魚、大黃魚、歐洲鰻等），1999年產值約1285萬元，凈收入約265萬元。故就1999年以上三項總產值達3680萬元，凈收入為775.6萬元。
可見，若把庫區綜合利用效益計算在電站收益內，電站則可盈利334.18萬元。然而，目前江廈潮汐電站庫區綜合利用收益卻完全與電站無關。這也是江廈潮汐試驗電站長期處于虧損運行狀態的主要原因。
海山潮汐電站。1986－1990年5年共發電84.34萬kWh，電費總收入8.87萬元。電站擴容為2×125kW后，1997－1999年3年共發電106萬kWh，電費總收入為51萬元。
電站在庫區內開展以養對蝦為主的水產養殖，獲得很好的經濟收益。1986－1990年5年總產值達91.87萬元，凈收入達30.71萬元。1998－1999年2年總產值達132.2萬元，凈收入達70.6萬元。
該站固定資產總值達81.5萬元（1991年），大修折舊費只從發電收入中提取，單位電能成本為0.27元，發電、養殖分攤后單位電能成本為0.171－0.193元。受養殖影響，每年少發電量約3－4萬kWh，占總發電量的10－13%，發電收入減少0.6－0.7萬元，而水產養殖產值為發電產值的10倍以上，使電站達到自給有余。
4、社會效益評價
（1）創工業產值
浙江省僅江廈和海山兩電站，1986－1999年共發電約8500萬kWh，按當地單位電能工業產值每千瓦小時10元計，則潮汐電站已創工業產值8.5億元。
（2）節約發電用煤
按每千瓦時電能煤耗350g標煤計，全省潮汐電能14年為國家節約發電消耗標煤3.06萬噸，平均每年為國家節約發電消耗標煤2185噸以上，共節約燃料費約1200萬元以上，平均每年近90萬元。
（3）培養了一批潮汐能開發人才
浙江省通過40多年的潮汐能開發，特別是江廈潮汐電站的研建、運行管理和80－90年代的潮汐能開發規劃設計研究，為本省培養和鍛煉了一批潮汐能開發利用方面從事規劃選點、勘測設計和研究、設備制造和施工及運行管理的專業人才，也為全省今后潮汐能開發做好了技術和人才儲備。
（4）擴大了影響，提高了知名度
江廈潮汐電站目前仍是我國最大、最先進的潮汐電站，曾獲得1987年國家科技進步二等獎，故時常被媒體關注，國內海洋能專家經常將有關該站的研究成果在國際上傳播，已廣為世人所知，不僅國家領導人和有關部委領導及國內專家前往視察參觀，還有國外專家慕名而至，并對中國在潮汐能開發利用方面所取得的成就大加贊揚。
海山電站還因其創造了獨特的雙庫全潮蓄能發電形式，而獲得聯合國技術信息促進系統中國國家分部頒發的“發明創新科技之星獎”。
（5）其他效益
江廈站水庫大壩便利了海灣兩岸的交通。海山站泄水渠已成為本島的小型交通運輸船碼頭等。
5、生態環境效益評價
（1）減少向大氣排放有害廢棄物
按江廈和海山兩電站1997年以后的發電量（每年平均約620萬kWh）計算，相當每年少燃燒發電標煤2480t，從而每年可減少向大氣排放CO2 7200t，SOx 50t，NOx 31t，粉塵 310t。
（2）優化電站周圍的生態環境
正如俄羅斯潮汐發電專家所說：“中國的江廈潮汐電站在目前世界上運行的潮汐電站中，其生態效果是獨特的。根據生態條件所采取的運行調節（庫水位不會高出平均水位以上+1.5m）措施，雖然損失了電能指標，但保證了大面積的海涂變成稻田和果園，再加上漁業（大量養殖海蝦和貝類），使電站所在地區的生活水平提高，形成了一個優美的鄉鎮。”[9]而常規能源（礦物燃料）開采通常要毀壞森林、良田等原有的各種植被，破壞生態環境。江廈潮汐試驗電站不僅是我國最早建成的可再生能源利用的實用基地，而且也必將會成為我國發展循環經濟，建設資源節約型社會的示范基地。目前，江廈潮汐試驗電站也已經被浙江省有關部門列為青少年科普教育基地。
6、存在的主要問題及解決方案
（1）技術方面
浙江省潮汐能利用雖經過了40多年的實踐，特別是江廈潮汐試驗電站的研建，在科學技術上取得了很大進步，也積累了很多經驗與教訓，為今后開發萬千瓦級以上潮汐電站奠定了基礎。但也由于受到當時歷史條件的限制，在技術上還存在很多不足，尚需加強研究。[6]
其一、 超低水頭大容量水輪發電機組研制。為適應研建萬千瓦級電站的要求，應盡快研制相應的機組，單機容量規模擬在0.3－0.5萬kw以上，性能要求是發電效率高、造價低、耐腐蝕污損、故障率低，并兼顧河川水電站通用，以期增加生產量、降低成本。而現有潮汐水輪發電機組的單機容量小，自動化程度不夠，且設備可利用率較低，檢修時間長，設備構件和流道的防腐防污技術措施尚待改進提高。
其二、 改進水工建筑物型式和施工方法。國外潮汐電站的廠房、水閘采用預制鋼筋混凝土薄壁空腔沉箱式結構和浮運法無圍堰施工，具有縮短工期和降低投資的優點。但國內潮汐電站建設中尚無這方面的實踐和經驗。由于現有潮汐電站的水工建筑型式單一，施工方法陳舊，造成工程量大，工期長，費用高，從而使電站總投資大，經濟評價指數偏高，不利于推廣。
其三、水下基礎處理技術研究。江廈潮汐電站建設中電站主體結構布置在岸邊基巖上，而今后中大型潮汐電站的廠房和水閘等主體結構物將多置于海中，其基礎多為風化基巖和淤泥質沉積，施工難度較大。在采用無圍堰施工時，無論哪種類型的基礎，均需進行水下基礎處理，而我國尚不具備這方面的成熟技術。
其四、 建立潮汐電站發電和庫區綜合利用統一規劃、開發、經營和管理的體制。現有潮汐電站正反兩方面的經驗表明，在當前條件下，搞好庫區綜合利用是提高電站經濟效益的有效途徑[5]，浙江海山潮汐電站和山東白沙口潮汐電站的經驗證明，潮汐電站綜合利用的潛力是巨大的。而浙江省江廈潮汐試驗電站在庫區綜合利用方面尚有許多教訓可以吸取，目前尚缺乏一套行之有效的統一開發和經營的管理體制，以及利好的激勵政策，以促進潮汐能大規模開發利用。
（2）經濟方面
目前，可再生能源開發利用所遇到的問題是，一次性投資高，且自身經濟效益差，但社會效益卻十分顯著。潮汐發電也不例外。
如一次性投資高，主要有如下原因所致，即：1）潮汐發電因為水頭（潮差）低、流量大和潮差變化，不僅水輪機體積大，耗費鋼材多，設備出力不足，容量系數低，發電量少；而且，在軟基礎上筑壩，以及在惡劣的海洋環境中施工，施工難度大、建設周期長、費用高；此外，許多設備需防腐、防污處理等，故造成電站建設一次性投資較高。2）由于建設所處的時代影響，江廈潮汐試驗電站主要靠上級劃撥的科研經費建設，而資金又不能有計劃按時到位，只能到多少，干多少，故電站于1973年4月開工，至1980年5月第一臺機組才投產發電。而實際有效工期僅3年左右[10]。由于工期延誤和設備材料浪費等，所造成的不正常、不合理開支竟高達180萬元左右。3）按江廈港大壩以上港灣面積計算，實際上江廈潮汐試驗電站的裝機容量可達1萬kW以上。但因為是試驗電站，按當時的技術條件和要求，規模不宜太大，并且強調貫徹“以糧為綱”方針，要兼顧庫區圍墾種植，故最終確定的電站裝機規模為3200kW。并確定雙向運行發電，控制庫區水位，放棄抽水工況，這些措施也都是為了照顧圍墾利益。當地群眾還擅自擴大圍墾種植或養殖面積，造成庫容縮小。此外，為了試驗的需要，將機組結構設計得較為復雜，每臺機組均為單機設計、制造和安裝，故費用顯然比定型批量生產要高得多。據國外研究表明，潮汐電站設備的定型和批量制造，可大大節省投資成本。如前蘇聯列寧格勒金屬廠，在加工制造20個大型水輪機的成本核算中，得出制造第10個水輪機的成本為第一個的60%，而第20個則為第一個的50%。再如英國塞文潮汐電站計劃利用的160臺機組，采取批量制造，其造價可降低28.5%[9]。
再者經濟效益低。如上所述，當前潮汐電站的突出問題是經濟效益較低。究其原因主要有：1）潮汐能量密度低，造價高，發電量少。2）檢修時間長，設備可利用率低(與防腐防污不到位有關)，從而也影響到發電量。如江廈潮汐試驗電站停機檢修時間最長曾達550天/臺（1993年），平均每臺機組檢修時間為3.7個月。1996年停機檢修時間最短為220天/臺，平均每臺檢修時間為1.5個月。年平均檢修時間為每年每臺2.6個月。3）江廈電站庫區圍墾土地種植和灘涂、水面綜合利用與電站分屬不同部門管理，實行獨立核算，從而使電站失去了一條創收的途徑。4）電站運行自動化程度低，職工多、負擔重。江廈電站每兆瓦裝機容量擁有職工數超過28人，而法國朗斯站僅為0.25人/MW，設計中的浙江健跳萬千瓦級潮汐電站每兆瓦裝機容量擁有職工數也為1.25人。1999年江廈站僅職工工資、福利等費用就達300多萬元，占生產性開支的一半，僅此一項使每千瓦小時電能成本增加0.5元以上。5）政府缺乏對可再生能源，特別是潮能資源開發利用的激勵政策和優惠措施。
綜上所述，潮汐電站當前的經濟效益低下，除了與潮汐能自身的弱點有關以外，主要是管理體制，以及內部管理不善和激勵政策缺乏所造成的。山東省白沙口潮汐電站和浙江省海山潮汐電站的成功運行表明，只要把潮汐電站與庫區綜合利用捆綁起來運作，潮汐電站同樣能創造出良好的經濟效益。江廈潮汐試驗電站如能解決庫區綜合利用的經營權、強化和改善內部管理，也同樣可以獲得很好的經濟效益。
四、大規模開發利用潮汐能資源的對策建議
浙江省是全國最早開發利用潮汐能，并建成實用潮汐電站的省份之一。至80年代中期尚有4座小型潮汐電站（全國共8座）在正常運行，但到2000年，潮汐電站數目非但沒有增加，反而在減少。目前，僅剩2座處于艱難維持狀態，其中江廈潮汐試驗電站則長期處于負債運行狀態。為何在全球常規能源（煤、油）日趨緊缺，以及為保護人類生存環境、開發可再生能源的呼聲越來越高的情況下，同樣是再生能源的風能開發利用在我國有較大的進展，而潮汐能利用盡管在我國起步較早，技術條件也較為成熟，卻未能得到應有的重視，發展步履艱難呢？
究其原因，主要與人們對潮汐能開發利用的認識不足，甚至存在偏見有關。如有人認為，潮汐電站規模小、投資高，且又是間隙性發電，成不了“氣候”。殊不知，我國東南沿海地區有數十處建造萬千瓦級潮汐電站的理想站址，就浙江省而言，潮汐能可開發裝機容量就高達880萬千瓦，年發電量則在260億KWh以上。由此可見，潮汐能開發只要能得到應有的重視，規模可以由小變大（法國于1967年建成的朗斯潮汐電站，總裝機容量達24萬KW，年發電量5.44億KWh，至今運行正常，效益良好；且據國外報導，在未來10-15年內，在英、加、俄、印等國中將會有100萬KW級的潮汐電站建成，最大的電站總裝機量可達1000萬KW）。此外，也有人認為，潮汐電站投資過高，此乃不足為奇，它建造在環境條件相比陸地（火電廠）和河流（水電站）要惡劣得多的海灣中，在軟基海底上筑壩、波浪對海上建筑的威脅、水輪機受海水腐蝕和海洋生物的附著等因素而增加潮汐電站的建設成本是合乎情理的。隨著科學技術的迅猛發展，對上述問題的處理技術已漸趨成熟，因而建設成本亦會隨之下降。另外，潮汐電站發電無需燃料，故運行成本比火電廠低。而且蓄水庫還可搞綜合開發利用，尚可產生較好的經濟效益。而火電廠投資成本之所以較低，卻是用犧牲生態環境所換來的。在全球對人類生存環境愈來愈關注的今天，人們對建設潮汐電站的觀念勢必會發生改變，因為潮汐發電不需燃料，不會污染環境，更無需淹地、移民、年發電量穩定少變，取之不盡,用之不竭，故其發展前景不可低估。
根據潮汐的性質，決定了潮汐電站間隙性發電的特點。但在我國經濟發達的沿海地區建設潮汐電站，均可與大電網并網，故潮汐電站的間隙性發電不會影響用戶的用電需求。且浙江省海山潮汐電站在解決間隙性發電這一難題中已進行了有益的嘗試，摸索了一條雙庫全潮、蓄能發電的新路子，日平均發電時間已由原來的8-10小時，提高到20.5-22.1小時。
由此可見，潮汐能開發利用從長遠來看，無疑有利可圖，雖然潮汐能開發利用在能源結構中不可能占太大的比重，但亦可作為常規能源的補充。我國東南沿海潮汐能資源豐富，且開發的自然條件優越，具有建造萬千瓦級潮汐電站的理想壩址，故應積極爭取國家立項，為改善我國的能源結構，以及利用新能源方面做出貢獻。為此，建議如下：
1、國家電力公司華東勘測設計研究院已經承擔并完成了“浙江省三門縣健跳港潮汐電站預可行性研究”，建議國家經貿委能把建設我國第一座中型（萬千瓦級）潮汐電站項目列入全國可再生能源開發利用規劃，以及可再生能源產業發展指導目錄中，并能在“十一五”期間組織實施。
2、組織全國從事水輪發電機組研制單位和生產廠家對用于潮汐發電的水輪機組進行聯合攻關，以解決海水腐蝕和海洋生物附著等影響水輪機正常工作的難題，以提高發電效率和降低電站投資成本。根據世界沿海各國開發利用潮汐能趨勢分析，在未來10-15年內，潮汐能開發利用會有較大的發展。為此，位于我國東南沿海的浙江省和福建省應在現有基礎上，邁出一步，為國產潮汐（低水頭）水輪機組定型、標準化做出貢獻。可以意料，低水頭水輪機組制造業有可能成為我國21世紀的新型產業。
3、對我國目前僅存的數座潮汐電站，應采取對策和措施積極扶持，為醞釀中的萬千瓦級潮汐電站建設積累更豐富的運行經驗，亦可為開發研制中的新材料和新設備提供試驗場所。潮汐電站通常建于河口或海灣中，易受泥沙淤積，故解決電站蓄水庫泥沙淤積問題是確保電站正常、長時期運行的關鍵。浙江省的海山潮汐電站對解決此問題已進行過實踐，并取得了一些經驗，但仍需進行長期探索，完善解決方案。
4、目前，在全國統一上網電價的情況下，對新能源，尤其是潮汐能開發利用應區別于常規小水電開發，給予如同新能源中風能和太陽能開發同等的優惠條件，即適當給予電價上網優惠，以鼓勵和促進全社會對新能源——潮汐能開發利用的積極性，并能逐步擴大潮汐電站的建設規模，使之在我國的能源組成中占有適當的比重。
5、浙江省是我國潮汐能開發利用較早的省份，技術力量雄厚，人才濟濟。但分布在不同的行業和部門，尚無建立以此為專門職責的單位，這種局面對該省乃至全國潮汐能開發事業極為不利。建議國家有關部委支持在浙江省組建我國潮汐能開發利用研究中心，以便長期從事潮汐能開發利用的有關工作，為大規模開發利用潮汐能作好相應的技術儲備，并打好基礎。
相信在全社會的呼吁和關心、支持下，我國潮汐能開發利用在21世紀初會得到應有的重視和快速發展。
來源：國家海洋局第二海洋研究所
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