海洋能是一種蘊藏在海洋中的可再生能源,包括潮汐能、波浪引起的機械能和熱能。海洋能同時也涉及一個更廣的范疇,包括海面上空的風能、海水表面的太陽能和海里的生物質能。
海洋能的概念
海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發能量,這些能量以潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能等形式存在于海洋之中。海洋能的利用是指利用一定的方法、設備把各種海洋能轉換成電能或其他可利用形式的能。由于海洋能具有可再生性和不污染環境等優點,因此是一種亟待開發的具有戰略意義的新能源。
海洋能是一種蘊藏在海洋中的可再生能源,包括潮汐能、波浪引起的機械能和熱能。海洋能同時也涉及一個更廣的范疇,包括海面上空的風能、海水表面的太陽能和海里的生物質能。中國擁有18,000公里的海岸線和總面積達6,700平方公里的6,960座島嶼。這些島嶼大多遠離陸地,因而缺少能源供應。因此要實現我國海岸和海島經濟的可持續發展,必須大力發展我國的海洋能資源。
海水溫差能是一種熱能。低緯度的海面水溫較高,與深層水形成溫度差,可產生熱交換。其能量與溫差的大小和熱交換水量成正比。潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是機械能。潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比。波浪的能量與波高的平方和波動水域面積成正比。在河口水域還存在海水鹽差能(又稱海水化學能),入海徑流的淡水與海洋鹽水間有鹽度差,若隔以半透膜,淡水向海水一側滲透,可產生滲透壓力,其能量與壓力差和滲透能量成正比。
潮汐發電與普通水力發電原理類似,通過出水庫,在漲潮時將海水儲存在水庫內,以勢能的形式保存,然后,在落潮時放出海水,利用高、低潮位之間的落差,推動水輪機旋轉,帶動發電機發電。我國近海潮汐能資源技術可開發裝機容量大于500kW的壩址共171個,總技術裝機容量約為2282.91×104kW。我國近海潮汐能資源分布不均,主要集中在浙閩兩省,其技術可開發裝機容量約為2067.34×104kW,年發電量約為568.48×108kW·h,分別占全國的90.5%和90.7%。裝機容量大于106kW的電站有錢塘江口、三門灣、三都澳、興化灣、福清灣和湄州灣,占全國總裝機容量的61%。
據統計,我國潮汐能專利申請始于1987年,截至目前申請已公開專利1088件,并于2020年達到了申請量的階段性頂峰,該年專利申請量為歷年之最共計143件。在專利申請人申請量排名中,國電聯合動力技術有限公司的表現最為突出,共申請專利17件,國家電網公司與浙江大學分別列為第二與第三位,均申請專利11件。
目前全球前三大潮汐能電站分別是始華湖潮汐電站、朗斯潮汐電站與安娜波利斯潮汐電站,三個電站分別在韓國、法國與加拿大,總裝機容量分別為254MW、240MW與17.8MW。江廈潮汐電站是我國運行時間最長、裝機容量最大的潮汐能電站,電站采用單庫雙向方式運行,截至2019年底,江廈電站的累計發電量超過了2.2億kW·h。江廈潮汐電站與其他國家潮汐電站相比,水輪機的轉輪直徑、額定水頭、額定流量、額定功率及總的裝機功率較小,額定效率與國外電站大體相同,但在電站裝機規模上存在較大差距。
根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國海洋能行業發展前景及投資風險預測分析報告》顯示:
海洋新能源通常指海洋中所蘊藏的可再生的自然能源,浩瀚的大海,不僅蘊藏著豐富的礦產資源,更有真正意義上取之不盡,用之不竭的海洋新能源。主要為潮汐能、波浪能、海流能(潮流能)、海水溫差能和海水鹽差能。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風能、海洋表面的太陽能以及海洋生物質能等。
隨著當代能源需求不斷增長與生存環境日益惡化這一重要矛盾的不斷加劇,可再生能源受到越來越多的世界關注,且其增長幅度最大,速度最快。在各種可再生能源中,風能作為一種無污染、可再生的高效清潔新能源日益受到重視,世界各國都已經在加緊對風能的開發和利用。
我國海風資源豐富,大部分近海海域90米高度年平均風速可達6.5-8.5m/s,具備較好的風能資源條件,適合大規模開發建設海上風電場。我國海岸線長約18000多公里,擁有6000多個島嶼,近海風能資源主要集中在東南沿海及其附近島嶼,包括蘇州、江蘇、浙江、福建、上海、廣東等地,這些地區均屬于低風速地區,相較而言,近海90米高度海域平均風速可達6.5-8.5m/s,海上風資源更充足。根據調查,我國5-25米水深、50米高度海上風電開發潛力約200GW;5-50米水深、70米高度海上風電開發潛力約500GW。
海上風電整機行業集中度較高,頭部廠商表現穩定。近年來海上風電整機行業的CR5均在90%以上,頭部廠商表現相對穩定,其中電氣風電(原上海電氣)的新增裝機容量長期保持第一,遠景能源、金風科技、明陽智能、中國海裝緊隨其后,也擁有較高的海上風電新增裝機容量。2021年明陽智能在海上風電領域發力,市占率達到26.11%,僅次于電氣風電。截至2021年年底,我國海上風電整機制造企業共13家。其中,累計裝機容量排名前五的公司為電氣風電、明陽智能、金風科技、遠景能源和中國海裝,累計裝機容量達到23.62GW,占全部累計裝機容量的93.31%。
海上風電頭部整機商盈利能力保持穩定。電氣風電作為海上風電整機商的龍頭企業,其海風整機業務呈穩定增長的趨勢,營業收入從2017年的45.07億元上升至2021年的235.76億元。明陽智能則在近兩年來開始重視海上風電領域,營業收入從2018年的7.27億元上升至2021年的144.75億元。在業務規模擴大的同時,整機廠商毛利率水平有所下降,電氣風電的海風業務長期保持著相對較高的毛利率,而金風科技毛利率也出現回升,從2019年的12.50%上升至2021年的17.71%。
海洋新能源產業有利于改善環境效率,益于海洋低碳經濟穩健發展,開發海洋新能源替代傳統高耗能能源已成為迫切需要。由于海洋能地域性強、能量密度低,海洋新能源產業普遍存在設備建造、維護成本高,能量轉換效率較低的問題。要在提高能量轉換效率的同時提升經濟效益,還需要依靠科技的創新以及產業技術的進步。
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2023-2028年中國海洋能行業發展前景及投資風險預測分析報告
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