潮汐发电站是利用海洋潮汐涨落产生的势能进行电力生产的可再生能源设施,作为可预测性极强的零碳电力来源,其发展趋势一直受到能源行业关注。中国沿海地区潮汐能资源禀赋优异,经过近半个世纪的试验示范,已经积累了丰富的开发、建设、运营经验,产业发展逐步从技术验证向商业化探索过渡。结合全球范围内已投运标杆项目的公开核心数据,梳理潮汐发电站的开发现状与演进逻辑。
潮汐发电站的开发高度依赖区域潮差资源,全球潮差资源集中分布在北美芬迪湾、欧洲北大西洋沿岸、东亚中国华东沿海等区域,不同区域的开发进度与项目规模存在明显差异。早期潮汐发电站开发多以技术验证为核心目标,欧洲与北美起步较早,2000年后东亚区域项目落地速度逐步提升,韩国更是建成了全球装机规模最大的商业化潮汐电站。选取不同区域的典型已投运项目整理装机参数,可清晰观察全球布局的规模特征。
| 项目名称 | 所属区域 | 装机容量(兆瓦) |
|---|---|---|
| 英国斯旺西湾潮汐电站 | 英国 | 320 |
| 韩国始华湖潮汐电站 | 韩国 | 254 |
| 加拿大芬迪湾安纳波利斯电站 | 加拿大 | 20 |
| 加拿大FORCE示范项目 | 加拿大 | 4 |
| 浙江温岭江厦潮汐电站 | 中国 | 3.2 |
| 浙江岱山潮汐项目一期 | 中国 | 2.0 |
| 浙江舟山LHD电站 | 中国 | 1.6 |
| 福建平潭幸福洋潮汐电站 | 中国 | 1.28 |
| 山东乳山白沙口潮汐电站 | 中国 | 0.64 |

不同区域的项目规模差异,本质是资源禀赋与开发定位共同作用的结果。欧洲的潮汐泻湖技术路线天然支持大容量项目布局,斯旺西湾项目规划装机超过300兆瓦,对应英国本土对零碳电力的需求规模。韩国始华湖依托拦湖坝的原有基础,建成后长期保持全球最大装机的地位。中国项目整体以试验示范为核心定位,单站装机规模普遍低于5兆瓦,符合国内潮汐能开发仍处于商业化前期的阶段特征。
潮差是决定潮汐发电站可开发势能规模的核心参数,理论上潮差每提升1米,可开发的装机容量将对应提升近一倍,资源条件直接决定项目的开发价值。全球不同区域已投运项目的实测潮差差异显著,潮汐能开发的优先级也基本按照潮差规模排序,国内沿海区域的潮差分布从北到南逐步提升,和开发项目的布局密度完全匹配。选取不同区域代表性项目的实测潮差数据,可直观反映资源条件对项目布局的影响。
| 项目名称 | 所属区域 | 潮差(米) |
|---|---|---|
| 浙江温岭江厦潮汐电站 | 中国浙江 | 5.1 |
| 福建平潭幸福洋潮汐电站 | 中国福建 | 4.5 |
| 山东乳山白沙口潮汐电站 | 中国山东 | 2.1 |

国内华东沿海的潮汐能资源条件明显优于北方沿岸,浙江温岭江厦的实测潮差达到5.1米,完全满足商业化潮汐发电站开发的资源要求,这也是国内绝大多数示范潮汐电站集中在浙江、福建两省的核心原因。资源禀赋的差异会长期影响国内潮汐发电站的布局逻辑。
当前全球潮汐发电站的主流技术路线分为单库式、双库式和潮汐泻湖三种,不同路线的投资成本、发电稳定性存在明显差异。单库式潮汐发电站是国内示范项目采用最多的技术路线,依托单个水库实现涨潮蓄水、落潮发电,部分改进型单库可实现涨落潮双向发电,投资成本较低,适合试验示范项目,国内江厦潮汐电站就是典型的单库双向式潮汐电站。双库式潮汐发电站依靠高低两个水库实现连续发电,不受潮汐涨落周期的限制,发电稳定性更高,但投资成本比单库式高出近一倍,目前全球范围内投运的双库项目较少。潮汐泻湖路线是欧洲主推的大容量技术路线,依托沿海天然泻湖建设拦坝,装机规模可以达到数百兆瓦,英国斯旺西湾项目就采用这一路线,项目设计日均运行时间达到14小时,可满足15.5万户家庭的电力需求,设计运营周期长达120年,长周期运营的摊薄成本优势明显,但前期投资规模极高,斯旺西湾项目总投资达到10亿英镑,融资难度远高于小型示范项目。
不同技术路线适配不同的开发阶段与资源条件,小型试验示范项目多选择单库路线控制前期风险,大容量商业化项目更倾向于潮汐泻湖路线提升发电稳定性与规模效应。技术路线的选择没有绝对的优劣,核心是匹配项目的资源条件与开发定位,从现有项目的运行数据来看,三种路线都能实现长周期稳定运行,技术成熟度都已经得到验证。
水轮机是潮汐发电站的核心设备,水轮机效率直接决定项目的发电量与收益水平,早期国内示范项目的水轮机效率基本维持在80%到85%之间,福建平潭幸福洋潮汐电站的水轮机效率达到83%,符合上世纪80年代的技术水平。近年来,随着水轮机设计与制造技术的进步,新型贯流式水轮机的效率已经提升到90%以上,设备抗海洋腐蚀的能力也明显提升,进一步降低了项目的长期运营维护成本。
设备的长周期可用性已经得到充分验证,国内江厦潮汐电站投运超过40年,2023年的设备可用率仍然保持在85%以上,远高于前期对海洋环境下设备寿命的预判。潮汐发电站的实际运营周期可能超过设计寿命,长期发电的累计收益会高于前期测算,对提升项目的经济性有积极作用。核心设备的长周期稳定性,也为后续商业化项目的投资测算提供了更扎实的依据,降低了投资的不确定性。
中国潮汐发电站开发从上世纪70年代启动,先后经历了早期试验建站、中期技术验证、近年来商业化探索三个阶段,不同阶段落地项目的装机规模反映了国内开发思路的变化。国内潮汐发电站的开发受技术、经济性、政策等多重因素影响,不同阶段的开发目标存在明显差异,早期项目以验证技术可行性为核心,逐步积累了海洋环境下建设运营潮汐发电站的经验,中期受新能源成本下降与潮汐发电经济性不足的影响,新建项目多以小型试验平台为主,用于测试新型设备与开发模式,2020年后,随着国内对零碳稳定电力需求提升,政策对海洋能开发的支持力度加大,新建示范项目的装机规模逐步回升。
| 投运时间 | 项目名称 | 装机容量(兆瓦) |
|---|---|---|
| 1978 | 山东乳山白沙口电站 | 0.64 |
| 1980 | 浙江温岭江厦电站 | 3.2 |
| 1988 | 福建平潭幸福洋电站 | 1.28 |
| 2010 | 乐清湾试验电站 | 0.5 |
| 2018 | 象山潮汐能试验平台 | 1.0 |
| 2021 | 温岭小型示范站 | 0.3 |
| 2022 | 浙江舟山LHD电站 | 1.6 |
| 2024 | 浙江岱山一期项目 | 2.0 |

国内潮汐发电站装机规模的变化呈现先升后降再回升的特征,上世纪80年代建成的江厦电站就达到3.2兆瓦的装机规模,这一规模保持了近40年,直到2024年岱山一期项目投产才被接近。2020年后新建项目装机规模的回升,反映行业对潮汐发电的开发信心有所恢复,商业化探索的节奏逐步加快。
运营指标是衡量潮汐发电站商业化价值的核心依据,国内投运时间较长的项目已经积累了近半个世纪的运营数据,可为后续项目开发提供参考。核心运营指标包括年发电量、累计发电量、设备可用率等,选取国内代表性项目的已核定年发电量数据,可观察不同资源条件项目的发电能力。
| 项目名称 | 年发电量(万千瓦时) |
|---|---|
| 浙江温岭江厦电站 | 650 |
| 福建平潭幸福洋电站 | 315.17 |
| 山东乳山白沙口电站 | 230 |
| 浙江舟山LHD电站 | 774 |

潮汐发电站的年发电量波动远小于风电、光伏等间歇性可再生能源,潮汐涨落的周期固定,发电量可提前精准预测,对电网的调峰压力更小,接入成本更低。江厦电站投运超过40年,截至2022年底累计发电量已经超过2.4亿千瓦时,长期稳定运行的表现已经充分验证了潮汐发电站的技术可行性。设备的长周期稳定性降低了项目的全生命周期成本,一定程度上缓解了前期投资偏高带来的经济性压力。
上网电价是影响潮汐发电站项目经济性的核心参数,国内最早核定的潮汐发电上网电价来自江厦电站,2002年江厦电站的上网电价核定为2.58元/度,远高于同期火电的上网电价,也高于当时风电、光伏的上网电价,这也是过去几十年潮汐发电站商业化进展缓慢的核心原因。从早期项目的投资数据来看,福建平潭幸福洋潮汐电站总投资530万元,装机容量1280千瓦,单位千瓦投资约为4140元,在上世纪80年代这一投资水平已经具备一定的竞争力,随着海工装备价格上涨,当前新建潮汐发电站的单位千瓦投资已经上升到8000元到12000元之间,投资成本的上升进一步推高了电价需求。
潮汐发电站不占用陆上宝贵的土地资源,可依托沿海围垦区、废弃盐田建设,还可同步开展水产养殖、滨海旅游等多元经营,提升项目的整体收益水平。部分新型示范项目已经采用“潮汐发电+养殖+旅游”的综合开发模式,非电收益可覆盖近三成的运营成本,一定程度上改善了项目的经济性。
国内能源主管部门已经将海洋能开发纳入“十四五”可再生能源发展规划,明确支持潮汐能等海洋可再生能源的示范开发,对符合条件的示范项目给予投资补贴与上网电价支持,浙江、福建等潮汐能资源富集省份也出台了地方支持政策,鼓励企业参与潮汐发电站的开发建设。当前国内已经储备了多个十兆瓦级以上的潮汐发电项目,部分项目已经完成前期资源勘探与可行性研究,待政策条件成熟即可启动建设。
政策支持的方向从技术验证逐步转向商业化示范,支持力度也明显提升,过去的示范项目补贴主要覆盖设备研发成本,当前的补贴已经覆盖部分前期投资成本,降低了企业的投资风险。资源勘探数据显示,国内沿海可开发的潮汐能资源总量超过一千万千瓦,开发潜力巨大,现有开发规模不足可开发总量的1%,后续增长空间广阔。
潮汐发电站商业化发展的核心瓶颈是经济性不足,提升经济性的核心路径主要分为三个方向,一是技术迭代降低单位投资,新型贯流式水轮机的效率提升,可直接提升单位装机的发电量,摊薄单位发电量的投资成本,同时抗腐蚀技术的进步可降低设备的维护成本,延长设备的使用寿命,进一步摊薄全生命周期成本。二是综合开发提升项目收益,依托潮汐电站的水域资源开展多元经营,非电收益可有效补充发电收益,降低项目对发电收益的依赖,提升项目的内部收益率。三是政策机制创新,将潮汐发电纳入绿色电力交易体系,潮汐发电稳定零碳的属性可获得更高的绿色溢价,提升项目的电价收益,部分地区已经试点对海洋能项目发放绿色电力证书,可通过交易获得额外收益。
综合开发是当前阶段提升潮汐发电站经济性最有效的路径,不需要依赖重大技术突破,即可快速落地见效,适合当前商业化探索的阶段特征。技术迭代与政策机制创新需要更长时间的积累,后续随着行业规模扩大,将逐步发挥作用。部分资源条件优异的项目已经可以实现投资平衡,具备商业化开发的条件。
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