一、引言
潮汐能作為一種可再生的潔凈的自然能源，在國內(nèi)外很早就引起了人們的關(guān)注。自20世紀(jì)70年代西方發(fā)生石油危機以來，世界上掀起了一股尋求替代能源、開發(fā)利用可再生能源的熱潮。特別是1992年聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展大會以后，為了保護(hù)日益惡化的人類生存環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展的道路，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力開發(fā)可再生能源已成為世界各國的共識，并形成國際大氣候。自1967年法國建成24萬千瓦的朗斯潮汐電站后，許多沿海國家都提出了開發(fā)潮汐電站的各種方案。截止20世紀(jì)90年代初，世界上完成規(guī)劃或設(shè)計論證以及建議的潮汐電站壩址已達(dá)139處。有專家預(yù)言，21世紀(jì)初世界上將有100萬千瓦級的大型潮汐電站建成。
浙江省是我國潮汐能資源最豐富、開發(fā)利用最早、取得業(yè)績最好的省份之一。為此，作者就該省潮汐能開發(fā)利用的歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行了一次全方位調(diào)研，收集到了大量第一手資料。經(jīng)過認(rèn)真的梳理和客觀分析，形成了這份調(diào)研報告。其中所反映的一些開發(fā)活動、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和評價觀點或許還是鮮為人知，僅希望人們能對我國早期潮汐能開發(fā)利用的狀況有一較全面的認(rèn)識和了解，以喚起人們對潮汐能開發(fā)利用的重視和支持。
二、 潮汐能開發(fā)利用活動回顧
眾所周知，浙江省不但潮汐能資源豐富、開發(fā)條件好，而且一直以來對潮汐能開發(fā)利用較為重視。40多年來，我國潮汐能開發(fā)利用活動和建設(shè)大多發(fā)生在浙江省或與該省有關(guān)。自1958年以來，浙江省對主要的潮汐電站站址開展了大量的規(guī)劃設(shè)計和選點考察工作，同時陸續(xù)建成了一批小型潮汐電站，至80年代中期長期運行發(fā)電的尚有4座（占全國一半），而到目前為止僅剩2座（全國3座）?？梢钥吹剑憬〕毕荛_發(fā)利用活動，也即我國潮汐能開發(fā)利用活動大概經(jīng)歷了4個時期。
1、潮汐能資源普查階段（50－60年代）
1958年，在我國沿海各省掀起了一股開發(fā)潮汐能的熱潮，浙江省則以錢塘江口潮汐能開發(fā)為重點，開展了一系列資源調(diào)查工作[1][2]。經(jīng)對全省11處較大港灣和河口進(jìn)行踏勘后，初步估算得到全省沿海潮汐能資源總裝機容量為915.9萬kW，年發(fā)電量可達(dá)227.4億kWh。
1958年10月，全國潮汐發(fā)電會議在上海召開，“錢塘江口潮汐電站建設(shè)”成為會議的中心議題，并形成了 “錢塘江河口等大型潮汐電站要抓緊研究” 的會議決議。1959年11月，浙江省將“乍浦潮汐電站”列為錢塘江下游綜合治理第二期工程，并把工程初步規(guī)劃方案正式上報中央。同年12月，該方案被國家計委列入近期建設(shè)計劃。1960年4月，國家科委和水電部在杭州召開錢塘江河口綜合治理開發(fā)科技工作會議，制定了1960－1962年科技發(fā)展規(guī)劃，確定了潮汐能開發(fā)的9項研究任務(wù)，即河口潮波特性、泥沙運動、河床演變、松軟地基處理和水上施工技術(shù)、水工結(jié)構(gòu)形式，以及低水頭大流量水力發(fā)電機組型式和機組結(jié)構(gòu)、機組制造的代用材料等方面的研究。1961年，因遇自然災(zāi)害，國民經(jīng)濟進(jìn)入調(diào)整時期，科研規(guī)劃實施進(jìn)程推遲，潮汐電站建設(shè)項目也趨于停頓。
但從全國來看，在短短幾個月的時間里，從廣東到山東沿海還是建成了一批（約40余座）小型潮汐電站，總裝機容量達(dá)583kW。浙江省在這一時期也建成了幾座小型潮汐電站，至今有據(jù)可查的有汛橋（臨海）、沙山（溫嶺）、清江渡（樂清）、雙合（岱山）和銅盆鋪（鄞縣）等5座潮汐電站。這批電站裝機規(guī)模均很小（一般幾十千瓦），機電設(shè)備簡陋，水輪機轉(zhuǎn)輪為木制，發(fā)電機多為感應(yīng)電動機改裝。其中長期運行的僅有沙山潮汐電站一座。
2、潮汐能資源開發(fā)論證階段（70年代）
70年代浙江省潮汐能開發(fā)活動，主要圍繞著江廈潮汐試驗電站的選點、規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)進(jìn)行[1]。
1970年7月水電部批示該部駐浙第十二工程局，“對潮汐能資源進(jìn)行查勘提出規(guī)劃，選擇試點工程，搞好勘測設(shè)計工作。”1972年3月水電部第十二工程局在提交的《樂清灣綜合開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟調(diào)查報告》中，提出了開發(fā)樂清灣潮汐能資源的4個比較方案。其中第一方案，即現(xiàn)在的江廈電站方案；第四方案為江巖山至漩門港以內(nèi)庫區(qū)一次性開發(fā)方案。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，考慮到試驗電站的規(guī)模和投資，最終確定江廈港作為我國潮汐試驗電站的首選站址。
1972年3月，國家計委批準(zhǔn)江廈潮汐試驗電站工程，并列為國家重點科研項目。次年4月，試驗電站工程在溫嶺縣地方在建的七一塘圍墾工程的基礎(chǔ)上開工建設(shè)，至1978年土建工程竣工。
在這一時期，浙江省除開始研建江廈潮汐試驗電站外，沿海各縣還先后建成一批小型潮汐電站，它們是象山縣的高塘、岳浦、吉港、兵營，玉環(huán)縣的海山和洞頭縣的北沙等6座。這批電站多數(shù)建在當(dāng)時大電網(wǎng)未達(dá)到的孤島和邊遠(yuǎn)沿海地區(qū)，裝機規(guī)模都在150kW以上，但長期運行發(fā)電的僅有海山和岳浦站。
由此可見，浙江省在五十年代末、七十年代初建成的兩批小型潮汐電站，總數(shù)有11座之多，但大都在建成不久即廢棄。究其原因，主要是這兩批電站建設(shè)均處在“大躍進(jìn)”和“文革”時期。而且，建站前對自然環(huán)境條件調(diào)查不充分，論證不足，建站后又出現(xiàn)庫區(qū)泥沙淤積嚴(yán)重，水輪機等設(shè)備簡陋、質(zhì)量低劣，對海水腐蝕、海生物污損也沒有采取有效措施，更沒有處理好電站與排灌、通航的矛盾，以及對間隙性潮電未能采取補救措施，用戶感到使用不便等問題，從而導(dǎo)致這些電站在建成后不久就陸續(xù)關(guān)停廢棄。
值得一提的是，處于樂清灣和象山港的沙山和岳浦潮汐電站，是當(dāng)時建成的11座電站中運行時間最長的2座，直至80年代中期大電網(wǎng)到達(dá)后，才因設(shè)備陳舊、經(jīng)濟效益低下而停止運行。
3、國家試驗電站建設(shè)階段（80年代）
這是我國國民經(jīng)濟開始快速發(fā)展的一個時期，但能源供求矛盾日趨突出，故國家決定重點加速發(fā)展農(nóng)業(yè)、交通運輸和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。于是，潮汐能開發(fā)利用開始受到我國沿海地區(qū)各級黨委和政府的重視，浙江省潮汐能開發(fā)同樣出現(xiàn)了空前活躍的局面，主要圍繞著江廈潮汐試驗電站的建設(shè)和萬千瓦級潮汐電站的前期工作展開。
（1）江廈潮汐試驗電站建設(shè)
1980年5月底，江廈潮汐試驗電站經(jīng)過近7年的建設(shè)，第一臺由我國自行研究設(shè)計制造的500kW燈泡型貫流式雙向潮汐水輪發(fā)電機組試運行成功[3]。1983年，原國家科委將江廈潮汐試驗電站的研建列為國家“六五”重點科技攻關(guān)項目。1985年12月，江廈潮汐試驗電站5臺機組全部投產(chǎn)發(fā)電。總裝機容量為3200kW，設(shè)計年發(fā)電量為997萬kWh。1986年1月，由原國家科委和水電部主持，在浙江省臨海市召開了江廈潮汐試驗電站科技攻關(guān)項目評審會議。評審委員會對電站取得的技術(shù)成果及經(jīng)濟效益和社會效益均給予了高度評價。1987年，江廈潮汐試驗電站項目獲得國家科技進(jìn)步二等獎。
?。?）萬千瓦級潮汐電站選址前期準(zhǔn)備[1][4]
在江廈潮汐試驗電站建設(shè)期間，浙江省科協(xié)組織下屬12個學(xué)會、研究會的30余名高中級科技人員，于1983年5月，開展了萬千瓦級潮汐電站的選點考察，并推薦位于象山港末端的黃墩港峽山壩址方案作為萬千瓦級潮汐試驗電站站址。經(jīng)初步估算，該站址可裝機容量可達(dá)5萬kW，年發(fā)電量為1.3億kWh。至于樂清灣潮汐能資源開發(fā)，專家們認(rèn)為它是大型潮汐電站的理想站址，但因規(guī)模大，涉及面廣，應(yīng)在充分調(diào)查研究和科學(xué)試驗的基礎(chǔ)上，就潮汐能、港口、水產(chǎn)和土地四大資源權(quán)衡利弊，統(tǒng)籌規(guī)劃協(xié)調(diào)后，方能提出綜合開發(fā)方案。
1984年7月，原國家科委海洋組也曾組織國內(nèi)專家，對浙江省象山港內(nèi)的黃墩港和樂清灣，以及福建省連江縣的大官坂和平潭縣竹嶼口等站址進(jìn)行了一次聯(lián)合考察。專家們一致認(rèn)為，浙江省的黃墩港潮汐能豐富，泥沙淤積不明顯，建站與航運、海防、圍墾等矛盾不大，海上建筑物只需建造一座2km長的大壩，即可形成發(fā)電水庫，該站址可進(jìn)行內(nèi)容廣泛的潮汐能開發(fā)和綜合效益的科研工作，可為大型潮汐電站提供科學(xué)依據(jù)。缺點是工程量大、投資多、短期不易見效。建議浙江省對健跳港和鐵港（獅子口）站址再做工作，并與黃墩港對比后提出一個最佳站址。
于是，在1984年9月，浙江省科委又組織了一次三門灣健跳港潮汐能開發(fā)專題考察。專家們經(jīng)過對該港內(nèi)黃門峽、鎖木渡、鳳凰山、羅城和龍江等壩址的實地考察，以及分析對比后提出：處于健跳港內(nèi)中段的鳳凰山和鎖木渡壩址對下游港口影響較小，可裝機2.0－2.5萬kW，容量適中，與黃墩港壩址相比具有潮差大、投資小、施工期短等優(yōu)點，近期實施的可能性較大，故建議對此站址先期進(jìn)行可行性研究。
1985年春，浙江省科委把健跳港潮汐電站可行性研究列為該省重點科研項目。并于1988年8月提交了“健跳港萬千瓦級潮汐電站可行性研究報告”，推薦鳳凰山為電站壩址，裝機容量為1.5萬kW，年發(fā)電量為4500萬kWh，工程總投資1.172億元，施工期4年。工程建成后對環(huán)境影響較小，庫內(nèi)無淹沒損失，筑壩后可以便利庫內(nèi)兩岸交通，且可為今后大型潮汐電站開發(fā)提供經(jīng)驗，故認(rèn)為該站具有開發(fā)建設(shè)價值。
4、 萬千瓦級潮汐電站選址階段（90年代）
90年代從國際到國內(nèi)都呈現(xiàn)了開發(fā)可再生能源的大好環(huán)境。1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會要求各國，為了保護(hù)環(huán)境，限制有害氣體排放，加速發(fā)展可再生能源。我國政府承諾承擔(dān)義務(wù)，并最早提出旨在保護(hù)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展道路的《21世紀(jì)議程》。國家計委、科委、經(jīng)貿(mào)委及水利部、電力部、農(nóng)業(yè)部和海洋局等相關(guān)政府部門，以及沿海各級政府的相關(guān)部門，均在有關(guān)規(guī)劃、計劃中提出包括利用海洋能在內(nèi)的開發(fā)可再生能源的目標(biāo)和措施。而潮汐能資源量比較豐富的浙江和福建兩省，其開發(fā)積極性更高，在上級主管部門和專業(yè)單位的支持下，開展了萬千瓦級潮汐電站選址的前期工作。
1991年9月，電力部華東勘測設(shè)計研究院完成了浙閩沿海潮汐電站規(guī)劃選點工作，從全國潮汐能第二次普查[5]獲得的浙閩沿海數(shù)十個萬千瓦以上的站址中，篩選出11個條件較好的站址（其中有浙江省的黃墩港、獅子口、岳井洋、健跳港和樂清灣等5個站址），進(jìn)行了重點規(guī)劃設(shè)計，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)分析比較，推薦健跳和獅子口分別作為萬千瓦級和10萬千瓦級潮汐電站近期開發(fā)項目[6]。
1999年，國家電力總公司華東勘測研究院受浙江省電力局委托，完成了健跳港潮汐電站預(yù)可行性研究，提出該站址是我國當(dāng)前條件下適宜開發(fā)的最佳潮汐能資源利用區(qū)。并進(jìn)一步推薦鎖木渡為壩址，開發(fā)方式為單庫單向落潮發(fā)電，初選裝機容量為2萬kw，年發(fā)電量為5000萬kwh[7]。
然而，值得遺憾的是，由華東勘測設(shè)計研究院承擔(dān)，并經(jīng)多年反復(fù)勘測、論證完成的“浙江省三門縣健跳港潮汐電站（萬千瓦級）預(yù)可行性研究”報告，依然束之高閣，至今未予評審。
三、潮汐能開發(fā)利用現(xiàn)狀及評價
1、潮汐能開發(fā)利用現(xiàn)狀
由我國潮汐能開發(fā)利用活動回顧可知，浙江省從50年代末開始興建潮汐電站，至70年代中期，在沿海地區(qū)共建成潮汐電站11座，其中有4座長期運行，曾發(fā)揮很好作用，簡介如下。
?。?）江廈潮汐試驗電站
位于樂清灣北端江廈港。平均潮差5.08m，最大潮差8.39m。港灣壩址處寬686m，壩內(nèi)港灣面積5.3km2。該站于1973年4月在地方建設(shè)中的“七一”塘圍墾工程基礎(chǔ)上開工，1978年土建工程竣工，1980年5月第一臺機組發(fā)電，并聯(lián)網(wǎng)運行。1985年底全面建成，總裝機容量3200kW，5臺機組分別由1臺500kW、1臺600kW和3臺700kW組成。設(shè)計年發(fā)電量為997萬kWh。電站為單庫雙向運行，水庫面積1.37km2，機組具有正反向發(fā)電和正反向泄水四種功能。電站總投資1130萬元。
江廈潮汐試驗電站自第一臺機組并網(wǎng)發(fā)電至今已經(jīng)25年，全部建成已近20年。由該站20多年的運行表明，我國自行設(shè)計制造的雙向燈泡型貫流式水輪發(fā)電機組運行可靠，機組過水機件和海工建筑物的防海水腐蝕和防海生物污損措施效果顯著，庫內(nèi)外泥沙淤積不明顯。
但需指出的是，由于江廈潮汐試驗電站的水輪發(fā)電機組性能未達(dá)到設(shè)計模擬樣機的性能，且流道水頭損失較大，以及設(shè)計中忽視了設(shè)備檢修停止運行對發(fā)電量的影響等原因，故最終年發(fā)電量未能達(dá)到原設(shè)計指標(biāo)。目前的實際年發(fā)電量僅為500－660萬kWh。
（2）沙山潮汐電站
該電站位于樂清灣北端江廈潮汐電站的壩下，隸屬溫嶺市江廈鄉(xiāng)下樓村。1958年10月動工建設(shè)，1959年8月建成發(fā)電。該電站是在灘涂上筑堤圍庫建設(shè)而成。平均潮差5.08m，水庫面積0.05km2，庫容5.15萬m3。初期(1961年)安裝木制旋漿式水輪機，配一臺16kW發(fā)電機，單向落潮發(fā)電。1964年底改用一臺40kW發(fā)電機，電站原建及改建投資4萬元（其中國家補助2萬元）。日平均發(fā)電時間12－13小時，年發(fā)電量9.3萬kWh。在大電網(wǎng)到達(dá)前，該電站對促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了很好的作用，其中：1）供電照明1325戶；2）工農(nóng)漁副業(yè)產(chǎn)品加工企業(yè)數(shù)十家；3）電力灌溉水田53公頃，單產(chǎn)從3000kg提高到9750kg。
1980年6月，該電站并入縣電網(wǎng)，電價下跌至每千瓦小時0.085元，后大電網(wǎng)接通后，電價下跌至每千瓦小時0.05元，電站收益進(jìn)一步下降。1984年電站實行集體承包經(jīng)營，終因經(jīng)濟效益低下而停止發(fā)電。
沙山潮汐電站是我國最早建成的一批潮汐電站中，唯一長期運行達(dá)25年以上的小型潮汐電站。70年代全國第二次掀起建設(shè)潮汐電站的熱潮時，沿海不少省份曾派技術(shù)人員到該站參觀取經(jīng)，起到了很好的示范作用。
?。?）海山潮汐電站
位于樂清灣中部玉環(huán)縣海山鄉(xiāng)茅埏島西南端。平均潮差4.91m。1973年7月開工建設(shè)，1975年9月建成。該站為上、下庫，加抽水蓄能水庫的單向全程獨立供電的潮汐電站，設(shè)計裝機容量2×75kW，1975年安裝第一臺75kW機組，蓄能發(fā)電站容量為55kW。
1983年，該站曾因庫內(nèi)泥沙淤積影響發(fā)電，后采用水槍排淤取得較好效果。1986年4月經(jīng)改建，擴大上下庫面積（上庫至0.26km2，下庫至0.03km2），蓄能水庫容量擴至12萬m3，并增裝第二臺75kW機組，建成一站三庫連續(xù)發(fā)電的新型潮汐電站，年發(fā)電量達(dá)21－24萬kWh。1988年1月并入縣電網(wǎng)運行。該電站1996年再次改造，換裝新機組，擴容為2×125kW，年發(fā)電量達(dá)33－38萬kWh。
并網(wǎng)前，電站電力供1200戶家庭生活用電、16個鄉(xiāng)村企業(yè)供電。蓄能水庫蓄能發(fā)電的同時，保證了全島4000余人的生活用水，并灌溉水田67公頃，使水稻單產(chǎn)從每公頃6000kg提高到9675kg，抗旱能力從30天提高到70天。1986年全縣大旱，該島抗旱能力和水稻單產(chǎn)均為全縣第一，產(chǎn)生了巨大的社會和經(jīng)濟效益。目前，該電站尚處于微利運行狀態(tài)。2005年，海山潮汐電站為了擴大發(fā)電規(guī)模，提出了電站擴容計劃，新增2臺250千瓦的發(fā)電機組，但至今因建設(shè)資金尚未落實而擱淺。
?。?）岳浦潮汐電站
位于象山縣南田島北岸（石浦對面）。平均潮差3.6m。1970年11月動工興建，1971年11月建成。該電站以筑堤圍涂成水庫而建，面積0.19km2，單庫單向發(fā)電，設(shè)計裝機容量為4×75kW，實際裝機容量為2×75kW，并配有75kW柴油發(fā)電機1臺備用，年發(fā)電量12萬kWh（不含柴油發(fā)電）。
在1981年12月電網(wǎng)到達(dá)該島前，電站效益甚好。除為該鄉(xiāng)48個企事業(yè)單位和全鄉(xiāng)農(nóng)民供電照明及農(nóng)副產(chǎn)品加工外，主要是給水庫提水，以滿足兩個鄉(xiāng)600公頃水稻和棉田灌溉所需，使水田抗旱能力從45天提高到80天，糧食產(chǎn)量從每公頃4500kg提高到8500kg。
1983年電站并網(wǎng)運行，且由5位農(nóng)民承包經(jīng)營，二臺機組運行正常，年發(fā)電量達(dá)15萬kWh，效益也較好。運行一年后終因上網(wǎng)電價低（0.05元/kWh），再加上管理不善，水稻種植面積減少，以及提水灌溉作用下降等原因而停止發(fā)電。
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