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(jī)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(huì)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(shí)，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(jì)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(jí)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(bào)告。其中所反映的一些開發(fā)活動(dòng)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)觀點(diǎn)或許還是鮮為人知，僅希望人們能對(duì)我國早期潮汐能開發(fā)利用的狀況有一較全面的認(rèn)識(shí)和了解，以喚起人們對(duì)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(dòng)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(duì)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(dòng)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(duì)主要的潮汐電站站址開展了大量的規(guī)劃設(shè)計(jì)和選點(diǎn)考察工作，同時(shí)陸續(xù)建成了一批小型潮汐電站，至80年代中期長期運(yùn)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?，浙江省潮汐能開發(fā)利用活動(dòng)，也即我國潮汐能開發(fā)利用活動(dòng)大概經(jīng)歷了4個(gè)時(shí)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(diǎn)，開展了一系列資源調(diào)查工作[1][2]。經(jīng)對(duì)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(jī)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(huì)議在上海召開，“錢塘江口潮汐電站建設(shè)”成為會(huì)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(huì)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(bào)中央。同年12月，該方案被國家計(jì)委列入近期建設(shè)計(jì)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(huì)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(xiàng)研究任務(wù)，即河口潮波特性、泥沙運(yùn)動(dòng)、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(jī)組型式和機(jī)組結(jié)構(gòu)、機(jī)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(jì)進(jìn)入調(diào)整時(shí)期，科研規(guī)劃實(shí)施進(jìn)程推遲，潮汐電站建設(shè)項(xiàng)目也趨于停頓。
但從全國來看，在短短幾個(gè)月的時(shí)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(jī)容量達(dá)583kW。浙江省在這一時(shí)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(jī)規(guī)模均很小（一般幾十千瓦），機(jī)電設(shè)備簡陋，水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪為木制，發(fā)電機(jī)多為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)改裝。其中長期運(yùn)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(dòng)，主要圍繞著江廈潮汐試驗(yàn)電站的選點(diǎn)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)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(duì)潮汐能資源進(jìn)行查勘提出規(guī)劃，選擇試點(diǎn)工程，搞好勘測設(shè)計(jì)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(jì)調(diào)查報(bào)告》中，提出了開發(fā)樂清灣潮汐能資源的4個(gè)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(jì)比較，考慮到試驗(yàn)電站的規(guī)模和投資，最終確定江廈港作為我國潮汐試驗(yàn)電站的首選站址。
1972年3月，國家計(jì)委批準(zhǔn)江廈潮汐試驗(yàn)電站工程，并列為國家重點(diǎn)科研項(xiàng)目。次年4月，試驗(yàn)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(shí)期，浙江省除開始研建江廈潮汐試驗(yàn)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(shí)大電網(wǎng)未達(dá)到的孤島和邊遠(yuǎn)沿海地區(qū)，裝機(jī)規(guī)模都在150kW以上，但長期運(yùn)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(shí)期。而且，建站前對(duì)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(jī)等設(shè)備簡陋、質(zhì)量低劣，對(duì)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(duì)間隙性潮電未能采取補(bǔ)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(shí)建成的11座電站中運(yùn)行時(shí)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(jì)效益低下而停止運(yùn)行。
3、國家試驗(yàn)電站建設(shè)階段（80年代）
這是我國國民經(jīng)濟(jì)開始快速發(fā)展的一個(gè)時(shí)期，但能源供求矛盾日趨突出，故國家決定重點(diǎn)加速發(fā)展農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)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(jí)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(yàn)電站的建設(shè)和萬千瓦級(jí)潮汐電站的前期工作展開。
?。?）江廈潮汐試驗(yàn)電站建設(shè)
1980年5月底，江廈潮汐試驗(yàn)電站經(jīng)過近7年的建設(shè)，第一臺(tái)由我國自行研究設(shè)計(jì)制造的500kW燈泡型貫流式雙向潮汐水輪發(fā)電機(jī)組試運(yùn)行成功[3]。1983年，原國家科委將江廈潮汐試驗(yàn)電站的研建列為國家“六五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。1985年12月，江廈潮汐試驗(yàn)電站5臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電?？傃b機(jī)容量為3200kW，設(shè)計(jì)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(yàn)電站科技攻關(guān)項(xiàng)目評(píng)審會(huì)議。評(píng)審委員會(huì)對(duì)電站取得的技術(shù)成果及經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益均給予了高度評(píng)價(jià)。1987年，江廈潮汐試驗(yàn)電站項(xiàng)目獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
?。?）萬千瓦級(jí)潮汐電站選址前期準(zhǔn)備[1][4]
在江廈潮汐試驗(yàn)電站建設(shè)期間，浙江省科協(xié)組織下屬12個(gè)學(xué)會(huì)、研究會(huì)的30余名高中級(jí)科技人員，于1983年5月，開展了萬千瓦級(jí)潮汐電站的選點(diǎn)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(jí)潮汐試驗(yàn)電站站址。經(jīng)初步估算，該站址可裝機(jī)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(yàn)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(duì)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(yùn)、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(diǎn)是工程量大、投資多、短期不易見效。建議浙江省對(duì)健跳港和鐵港（獅子口）站址再做工作，并與黃墩港對(duì)比后提出一個(gè)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(duì)該港內(nèi)黃門峽、鎖木渡、鳳凰山、羅城和龍江等壩址的實(shí)地考察，以及分析對(duì)比后提出：處于健跳港內(nèi)中段的鳳凰山和鎖木渡壩址對(duì)下游港口影響較小，可裝機(jī)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(diǎn)，近期實(shí)施的可能性較大，故建議對(duì)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(diǎn)科研項(xiàng)目。并于1988年8月提交了“健跳港萬千瓦級(jí)潮汐電站可行性研究報(bào)告”，推薦鳳凰山為電站壩址，裝機(jī)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(duì)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(yàn)，故認(rèn)為該站具有開發(fā)建設(shè)價(jià)值。
4、 萬千瓦級(jí)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(huì)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(jì)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(jí)政府的相關(guān)部門，均在有關(guān)規(guī)劃、計(jì)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(jí)主管部門和專業(yè)單位的支持下，開展了萬千瓦級(jí)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(jì)研究院完成了浙閩沿海潮汐電站規(guī)劃選點(diǎn)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(gè)萬千瓦以上的站址中，篩選出11個(gè)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(gè)站址），進(jìn)行了重點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析比較，推薦健跳和獅子口分別作為萬千瓦級(jí)和10萬千瓦級(jí)潮汐電站近期開發(fā)項(xiàng)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(jī)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(jì)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(jí)）預(yù)可行性研究”報(bào)告，依然束之高閣，至今未予評(píng)審。
三、潮汐能開發(fā)利用現(xiàn)狀及評(píng)價(jià)
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(dòng)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(yùn)行，曾發(fā)揮很好作用，簡介如下。
（1）江廈潮汐試驗(yàn)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(tái)機(jī)組發(fā)電，并聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。1985年底全面建成，總裝機(jī)容量3200kW，5臺(tái)機(jī)組分別由1臺(tái)500kW、1臺(tái)600kW和3臺(tái)700kW組成。設(shè)計(jì)年發(fā)電量為997萬kWh。電站為單庫雙向運(yùn)行，水庫面積1.37km2，機(jī)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(yàn)電站自第一臺(tái)機(jī)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(yùn)行表明，我國自行設(shè)計(jì)制造的雙向燈泡型貫流式水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行可靠，機(jī)組過水機(jī)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(yàn)電站的水輪發(fā)電機(jī)組性能未達(dá)到設(shè)計(jì)模擬樣機(jī)的性能，且流道水頭損失較大，以及設(shè)計(jì)中忽視了設(shè)備檢修停止運(yùn)行對(duì)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(jì)指標(biāo)。目前的實(shí)際年發(fā)電量僅為500－660萬kWh。
?。?）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(dòng)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(jī)，配一臺(tái)16kW發(fā)電機(jī)，單向落潮發(fā)電。1964年底改用一臺(tái)40kW發(fā)電機(jī)，電站原建及改建投資4萬元（其中國家補(bǔ)助2萬元）。日平均發(fā)電時(shí)間12－13小時(shí)，年發(fā)電量9.3萬kWh。在大電網(wǎng)到達(dá)前，該電站對(duì)促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)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(jià)下跌至每千瓦小時(shí)0.085元，后大電網(wǎng)接通后，電價(jià)下跌至每千瓦小時(shí)0.05元，電站收益進(jìn)一步下降。1984年電站實(shí)行集體承包經(jīng)營，終因經(jīng)濟(jì)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(yùn)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(shí)，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(dú)立供電的潮汐電站，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量2×75kW，1975年安裝第一臺(tái)75kW機(jī)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(kuò)大上下庫面積（上庫至0.26km2，下庫至0.03km2），蓄能水庫容量擴(kuò)至12萬m3，并增裝第二臺(tái)75kW機(jī)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(yùn)行。該電站1996年再次改造，換裝新機(jī)組，擴(kuò)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(gè)鄉(xiāng)村企業(yè)供電。蓄能水庫蓄能發(fā)電的同時(shí)，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(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。目前，該電站尚處于微利運(yùn)行狀態(tài)。2005年，海山潮汐電站為了擴(kuò)大發(fā)電規(guī)模，提出了電站擴(kuò)容計(jì)劃，新增2臺(tái)250千瓦的發(fā)電機(jī)組，但至今因建設(shè)資金尚未落實(shí)而擱淺。
?。?）岳浦潮汐電站
位于象山縣南田島北岸（石浦對(duì)面）。平均潮差3.6m。1970年11月動(dòng)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(jì)裝機(jī)容量為4×75kW，實(shí)際裝機(jī)容量為2×75kW，并配有75kW柴油發(fā)電機(jī)1臺(tái)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(gè)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(gè)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(yùn)行，且由5位農(nóng)民承包經(jīng)營，二臺(tái)機(jī)組運(yùn)行正常，年發(fā)電量達(dá)15萬kWh，效益也較好。運(yùn)行一年后終因上網(wǎng)電價(jià)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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