每当用电量激增,一些地区频响缺电警报,甚至拉闸限电。这时总有人会忍不住要问:“电力这么紧张,为什么不多建几座发电站呢?”
抛开诸如资金、征地、施工建设等实际操作的问题不谈,仅仅进行纯技术层面上的讨论,建立发电站也不是一件简单的事情:火电站需要大量的煤炭,需要提防它对周边环境的污染;水电站只能建在有落差的河道上,而高筑的大坝也可能因为改变河道水文环境而导致周围环境气候变化;核电站的优点不少,但在经历日本福岛核泄漏事故后,不少国家对核电站也敬而远之……。但是,经济的发展需要更多的能源,这个缺口该如何解决呢?
潮汐发电的模式渐渐走进人们的视野。
在北爱尔兰邓恩郡,有一个名叫斯特兰福特的海滨小镇,在小镇附近,有一个宁静的深蓝色天然港湾——斯特兰福特湾,世界上第一个商用潮汐能发电站的“落户”地。海湾长30公里,总面积为150平方公里,是爱尔兰海沿岸中最大的一个。在海湾入口处,一截红黑相间的铁塔露出海面。这小半截铁塔尖正是世界上首个商用潮汐发电站——SeaGen的一小部分建筑。
该发电站外形象一个倒置的风车,主体建筑由塔身和两个外置的涡轮发电机组成,利用进出海湾的潮汐发电,于2008年投入使用,装机容量1.2兆瓦,能满足1500~2000户家庭的用电需求。
发发站的主要发电装置是那一对巨大的涡轮发电机,每个涡轮发电机重27吨,风车叶片般的涡轮叶片直径长16米,通过一组横向构件与直径3米的塔身相连。与风力发电技术中“风力带动涡轮旋转产生电流”的原理类似,潮汐发电用的也是流体的能量,只不过它用的是潮汐流或洋流。涡轮叶片一般保持在距海面3米以下的位置,这样做的理由是为了最大限度地利用洋流,以及不妨碍海面行船。两个涡轮叶片均可旋转180度,因此不管洋流方向如何改变,这一对发电机都能够通过调整叶片方向,确保每天发电20个小时。
潮汐发电目前的主流形式是潮流式系统,它利用海水流动的动能,推动涡轮发电机,与风推动风车的方式类似。现代涡轮技术的进步,有助于发电系统大量安装在海中,支持电力的供应。潮流式发电机可以安装在水流汇集,速度高的区域,几乎所有河川流入海湾或是汇流、水流集中的区域,都属于这样的地区。因为成本比较低廉,而且对生态环境的影响比较小,潮流式系统正受到各国政府和商业机构越来越多的关注。
我国的潮汐能量也相当可观,蕴藏量为1.1亿千瓦,可开发利用量约2100万千瓦,每年可发电580亿度。浙江、福建两省岸线曲折,潮差较大,那里的潮汐能占全国沿海的80%。浙江省的潮汐能蕴藏量尤其丰富,约有1000万千瓦,钱塘江口潮差达8.9米,是建设潮汐电站最理想的河口。在上世纪50年代后期,我国曾出现过利用潮汐能办电站高潮,沿海诸省、市兴建了42个小型潮汐电站,总装机容量约500千瓦。70年代初再度出现潮汐办电热潮,至今仍在使用的有8座,总装机容量约7000千瓦。其中较大的3座为浙江江厦电站、山东半岛白沙口电站和广东甘竹滩洪电站。
一直以来,潮汐能都被视做是一种未得到充分开发的清洁能源。国际能源机构曾预测,如果能够物尽其用,未来潮汐能将为全球2亿5千万户家庭供电。但这个梦想一直未能变成实现的原因有两个:一是利用潮汐能的技术目前还在攻关中,二来在海洋中修建潮汐发电站是一项“烧钱”工程,修建一座潮汐能发电站的成本足够修建两座离岸风力发电站。还有,因为一般只能修建在港湾处,潮汐发电目前还不能在陆地大规模推广应用,短期内利用它来减少石化能源用量的想法也还不太现实。