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2021年中国波浪能开发利用现状分析,商用和战略价值较高的海洋能源「图」

 panpan研报社 2022-05-30 发布于广东
一、波浪能的优劣势
海洋覆盖了地球70%的表面。海洋中无风三尺浪,有风浪滔天。波浪冲击海岸时激起大量的浪花,冲击力巨大,蕴藏着巨大的能量。在1平方公里海面上产生的能量可达20万kW左右,由此计算全球波浪能储量约为25亿kW,能源储量十分巨大。波浪能主要的优劣势主要有:
波浪能的优劣势

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资料来源:《波浪能发电技术研究》,华经产业研究院整理
二、中国波浪能开发利用现状分析
我国近海波高的分布状况表现为:渤海和黄海沿岸海域平均波高较小,大部分海域年平均波高约0.5m;东海沿岸海域波高较大,福建北部的北礵站年平均波高可达1.3m;南海海域波高小于东海沿岸海域,年平均波高约0.8m。波浪周期分布特征与波高类似,北部海域小于南海海域。我国近海离岸20km一线的波浪能蕴藏量为1599.52×104kW,理论年发电量1401.17×108kW·h,技术可开发装机容量为1470.59×104kW,年发电量为1288.22×104kW·h。
我国近海波浪能资源统计

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资料来源:《我国海洋无碳能源调查与开发利用主要进展》,华经产业研究院整理
据统计,我国波浪能专利申请始于1985年,截至目前申请已公开专利4412件,并于2020年达到了申请量的阶段性顶峰,该年专利申请量为历年之最共计606件。
2010-2022年我国波浪能公开与申请专利量情况

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注:数据统计截止到2022年4月14日。
资料来源:佰腾网,华经产业研究院整理
在专利申请人申请量排名中,浙江海洋大学的表现最为突出,共申请专利155件,大连理工大学与中国海洋大学分列第二与第三位,分别申请专利129件与123件。
我国波浪能申请人专利量Top10

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注:数据统计截止到2022年4月14日。
资料来源:佰腾网,华经产业研究院整理
相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国波浪能行业市场深度分析及投资战略规划报告
三、全球波浪能发电典型装置
振荡水柱波能发电技术是1940年由日本军官增田吉夫首次提出的。早期波浪能发电装置的研究主要集中于振荡水柱式。自20世纪70年代起,日本、英国、澳大利亚、印度、挪威和中国等许多国家都完成了振荡水柱式波浪能发电系统的安装部署,系统功率从250kW到1GW不等,多布放于海岸线的固定结构上,或位于天然或人造的刚性结构上,后来也发展了近海锚系的漂浮形式。目前国外波浪能发电典型装置如下:
国外波浪能发电典型装置

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资料来源:《海洋波浪能发电装置研究进展》,华经产业研究院整理
2005年《可再生能源法》的颁布,是我国可再生能源发展史上的里程碑。随着相关政策的刺激,我国波浪能装置开发也进入了快速发展的阶段。目前已经完成海试的装置绝大多数为振荡体式装置,目前国内波浪能发电典型装置如下:
国内波浪能发电典型装置

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资料来源:《海洋波浪能发电装置研究进展》,华经产业研究院整理
四、波浪能发电装置原理
在波浪能量的捕获过程中,通过与波浪内部的许多物理现象相互作用,产生了不同的波浪能发电装置设计概念,这些概念还在不断的完善过程中,仍然没有统一的标准设计、性能水平或操作要求。按照能量的捕获方式,目前大部分装置可以归纳为振荡水柱式、振荡体式和越浪式三大类,按照各类装置在海洋中的不同安装位置,又分为漂浮式和固定式。
波浪能发电装置原理示意图

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资料来源:《海洋波浪能发电装置研究进展》,华经产业研究院整理

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