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英国潮汐泻湖发电潜力评估

2015-04-06王妍炜

水利水电快报 2015年8期
关键词:泻湖潮汐装机

从每英镑投资对GDP的影响来看,潮汐泻湖基础设施投资是英国回报率最高的能源投资之一。2014年7月公布的一项宏观经济影响研究成果显示,投资期为2015~2027年的6座潮汐泻湖电站将为英国的GDP贡献270亿英镑。全部运行后,这些电站将为英国提供8%的电力,同时电力出口额可达700亿英镑。

经济与商业研究中心(CEBR)开展的这项研究被认为是对英国潮汐泻湖发电经济潜力进行的第一次全面分析。潮汐泻湖电力公司(TLP)计划建设6个潮汐泻湖工程,一旦获批,首个泻湖工程将于2015年春在威尔士的斯旺西(Swansea)湾破土动工。

斯旺西湾潮汐泻湖工程中,约71%的内容与英国相关,而威尔士占50%。修建该工程不仅可以利用当地泻湖发电取代化石燃料的进口,供过于求时可以出口电力,还可以通过出口工程设备和潮汐发电技术以支持泻湖工程的对外推广。这些效益都将使英国的净出口每年增长37亿英镑,相当于当前贸易逆差的13%。

TLP总裁M·肖洛克指出,英国将很快决定是否大力发展潮汐泻湖工程。分析与这一决策相关的所有成本和收益后得出,潮汐泻湖发电工程将给国民经济带来巨大、直接且长远的效益。他补充道,为了充分利用这次机会,需要统筹考虑工程的经济效益与环境敏感性和社会接受度。斯旺西湾工程提案已证明这点是可以实现的,而且提案推出了基础设施建设路线图,该项工程对英国经济增长的贡献率将超过10%。

与风能和太阳能不同,潮汐泻湖电站的发电量完全可预测,每天可以发电14 h,减少了备用发电机组的成本,且其成本要低于近海风电,接近于新核能。

研究表明,潮汐泻湖产业不仅会为英国经济做出重要贡献,而且可以确保未来多年内英国能源的独立性。因此,该研究对就英国的能源未来展开讨论非常重要与及时。

1 效益

1.1 经济效益

根据CEBR的研究报告,投资和运行潮汐泻湖工程所能带来的经济效益如下:

(1)这项12 a的投资计划,对英国GDP的贡献共计将达270亿英镑,将创造或保障就业岗位共35800个,巅峰时期最多可达70900个。

(2)考虑到国际收支差额,该项目对英国GDP的贡献可达355亿英镑,巅峰时期可占年度GDP的0.3%。

(3)泻湖电站的运行和发电每年将为英国经济贡献31亿欧元,创造或保障6400个工作岗位。

(4)潮汐泻湖电站发电量年出口价值将达37亿英镑,2030~2050年累积价值将达700亿英镑。

CEBR认为,建设和运行世界上第一个潮汐泻湖项目将使英国的供应链在全球市场上占有突出优势。评估报告显示,全球共有约80 GW的泻湖发电场具有良好的商业开发潜力,按当前物价计算,价值约3830亿英镑。丹麦和德国就因为领先发展了商业风电产业,现均成为风力发电机的全球领导者。英国的潮汐泻湖供应产业同样也可以成为全球潮汐泻湖设备与服务市场的主导者。这将大大推动英国的出口,并减少贸易逆差。

1.2 其他效益

开发潮汐泻湖还具有如下其他效益。

(1)防洪。若干拟建潮汐泻湖的站址都是近来遭受沿海洪涝灾害最严重的地区。拟建站址科尔温(Colwyn)湾就是其中之一,洪灾损失达数百万英镑。如不采取长远的解决措施,这样的洪涝灾害还会反复发生。而按照设计,潮汐泻湖的功能之一就是抵御风暴潮和海平面上升。在风暴潮和海岸侵蚀日趋严重的地区,能利用潮汐泻湖增强防洪能力,保护沿海居民,同时还能节省数亿元的政府防洪投资。

(2)完善电力结构。由于潮汐的循环性质,潮汐泻湖工程的电力输出是可预测的。而相反,风电和太阳能发电都会受到预测误差的影响,因此1 a中其发电量起伏不定。而通过平衡南北机组,泻湖工程能够平衡一天当中的发电量,且仅需较低的备用容量便可平衡高峰时段的电力供需。这使得潮汐泻湖电站成为英国电力结构的一个有益补充。

(3)惠及电力用户。贝利(Poyry)管理咨询公司最近的一个报告指出,成本均化之后,潮汐泻湖电站发电成本可低于近海风电成本,大型潮汐泻湖电站发电成本低于核电。

(4)刺激贫困地区发展。由于大多数拟建的泻湖电站工程都位于较贫困的地区,因此泻湖电站的建设和运行将为当地经济发展注入急需的动力,尤其是工程产生的绝大部分经济效益将留在当地。

2 未来能源挑战

英国未来可能出现电力供应的短缺,这意味着未来15 a之内需要大量新增发电装机。目前的火电厂和核电厂将会关闭,北海油气产量将逐渐减少,而电力需求在一段长时间的下降之后将会上涨。

到2023年,英国目前16座核反应堆中15座将关停,这将出现8 GW的装机空缺,急需开发替代装机。CEBR研究估计,2015~2030年,英国将需要新增14 GW装机以代替所削减的火电,另外还需要新增11 GW装机来满足上涨的电力需求。潮汐泻湖发电可以为满足新增电力需求发挥重要作用,还可有助于促进低碳电力结构的多元化。建6座泻湖电站将能额外提供15.9 GW的装机和30 TW·h的年发电量,到2027年将达到英国总供电量的8%。

英国正在逐渐失去其辛苦奋斗获得的能源独立性,并在努力寻找发展的真正动力。这一情况类似于20世纪70年代,当时的应对措施是大力开发国内的近海油气田产业,这一产业后来世界领先,为英国的经济发展带来了巨大利益。如今面对同一挑战,更应充分利用潮汐泻湖所带来的新机遇。

3 国际机遇

CEBR指出,英国潮汐泻湖产业供应链还可以通过向其他开发潮汐泻湖的国家出口产品和服务而获益。世界上已经有少量潮汐发电工程开始运行,如韩国的西华(Shiwa)湖潮汐发电站(254MW)和法国的朗斯(Rance)潮汐发电站(240MW)。但这些潮汐坝也都面临着环境问题和工程实施费用问题。CEBR的研究表明,未来的潮汐发电工程大多数将采用泻湖方式。

学术研究发现,全世界已探明的潮汐场的潜在总装机为313 GW。但其中的很多潮汐场开发可能性很小,如俄罗斯,虽然拥有多达131 GW的世界最大潮汐能储量,但所有这些潮汐场都位于北极圈之内。与俄罗斯不同,加拿大大部分潜在的潮汐场都靠近人口密集地区,因此具有更好的商业开发潜力。

为了评估全球具有商业开发潜力的潮汐场的价值,CEBR对这些潮汐场进行了分析。目前,全世界潮汐泻湖场的商业开发装机潜力达80 GW。

4 成熟的开发技术

潮汐泻湖并不是英国利用的唯一可再生能源,但它可能是能源结构中缺失的最重要的一块。这项研究表明,潮汐泻湖产业不仅会给英国经济做出重要贡献,而且可以确保未来多年内英国能源的独立性。因此,该研究非常有助于就英国的能源未来展开讨论。

迫切需要对目前的能源基础设施进行升级改造。需要挖掘绿色投资的更大潜力,而且还需要对过去以东南部为核心的经济进行重新平衡。研究报告绘制了一幅潮汐泻湖工程对当地潜在贡献的图景,令人鼓舞。英国拥有丰富的潮汐资源,而且拥有成熟的潮汐发电产业。

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