中国海洋能产业发展分析

麻常雷，历鑫，张彩琳

国家海洋技术中心，天津 300112

0 引言

海洋能是指依附于海水水体存在的可再生的自然能源，主要包括潮流能、波浪能、潮汐能、温差能、盐差能［1-3］。海洋能开发利用形式包括直接发电、海水淡化、海水冷源应用等。广义的海洋能还包括利用海洋空间存在的海上风能、海上太阳能、海底地热能等能源，欧洲也称之为离岸能源［4］。相比已经成熟的海上风电产业以及开始商业化的海上光伏产业，传统的海洋能产业正处于示范阶段向规模化利用的起步阶段［5］。为聚焦于新兴的海洋能战略性产业，本文主要研究包括潮流能、波浪能、潮汐能、温差能、盐差能在内的海洋能产业国内外发展状况和发展趋势，分析中国海洋能产业发展存在的问题，提出促进中国海洋能向有规模有效益方向发展的相关建议。

1 海洋能开发利用的重要意义

国际社会对气候变化的关注度与日俱增，根据《巴黎协定》，条约缔约方需将全球平均气温较工业化前水平升高控制在2 ℃以内，并努力控制在1.5 ℃之内［6］。为此，全球主要经济体先后制定并发布了中长期减排目标。近年来，全球可再生能源进入了快速增长阶段，投资快速增长，2022 年相比2014 年翻番，达到6 000×108美元，促进了全球可再生能源装机容量的快速增长。英国等个别国家的可再生能源装机已经超过传统化石能源电站的装机，装机容量的上升有效降低了可再生能源电站建设的投资成本，助力全球可再生能源发电成本持续下降［7］。具有成本竞争力的可再生能源将在解决当前能源和气候危机方面发挥关键作用［8］。2020 年9 月，中国在第七十五届联合国大会上正式提出2030 年碳达峰、2060 年实现碳中和的目标。“双碳”战略目标的提出，对于中国经济社会发展带来了广泛而深刻的系统性变革。

海洋占地球表面积的71%，作为资源的宝库，是地球上尚未充分开发利用的最大领域。全球海洋能资源十分丰富，根据联合国2010 年发布的《世界能源评估——能源资源》估计，全球海洋能资源技术可开发潜力高达2 350×108kW［9］。开发利用海洋能对减少碳排放具有重要潜在作用。近年来，国际地区冲突频发，能源独立性和能源安全性得到很多国家的高度重视。美国、英国、欧盟等非常重视海洋能开发利用，都发布了雄心勃勃的中长期海洋能发展目标，谋求将海洋能打造成为另一个海上风电产业。

中国海洋能资源总量丰富，发展潜力巨大。国家高度重视海洋能开发利用工作，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》作出“推进海洋能规模化利用”的战略部署，中国共产党二十大报告指出“积极稳妥推进碳达峰碳中和，深入推进能源革命，加快规划建设新型能源体系”，为中国海洋能产业发展指明了方向。

2 国际海洋能产业发展趋势分析

从国际上看，应对气候变化成为国际社会关注的热点，地区冲突频发引发多国对能源独立性和安全性的重新审视，区域经济恢复压力凸显，海洋能产业迎来了重要的发展机遇。

2.1 欧美加强目标引导，抢占国际海洋能市场先发优势

根据国际可再生能源署（IRENA）2020 年的一项研究预测，2030 年全球海洋能总装机容量将超过1 000×104kW，这意味着2030 年前，全球海洋能市场超过3 000×108元［10］。为抢占这千亿级国际海洋能市场的先发优势，英美等国持续加大对总体上尚未成熟的海洋能技术的研发投入以及政策支持，以加快推进其海洋能产业化进程。

英美等国海洋能资源十分丰富［11］。以美国为例，2021 年美国能源部发布的《美国海洋能开发利用机遇》报告显示，美国全海域海洋能资源技术可开发量高达6 400×109kW·h/a，可满足2019 年全美用电需求的1.6 倍［12］。为开发利用这一潜力巨大的海洋能资源，美国制定了中长期海洋能发展目标，即2030 年前海洋能装机容量达到50×104kW，2035 年前达到100×104kW［13］。为加快推进海洋能技术向低成本、规模化发展，美国近年来多次修改相关法案，海洋能研发及示范资金年度投入连续多年国际领先，2020 年开始，海洋能年度财政预算增至1×108美元以上［14］。

欧盟2020 年提出《海上可再生能源战略》，提出了海洋能装机容量2030 年超过100×104kW，2050 年超过4 000×104kW 的目标［15］，致力于将海洋能打造成为下一个海上风电产业。为此，欧盟继续保持对海洋可再生能源研发及示范资金的投入力度，近10 年投入超过8×108欧元公共资金，并拉动了近30×108欧元的私人资金进入海洋能开发利用领域［16-17］。

2.2 加强公共资金投入和政策引导，加速海洋能技术产业化进程

为加速推进海洋能技术产业化，使海洋能成为沿海国家能源结构调整的现实选项，英美等国广泛采用加强资金投入、制定激励政策、夯实公共服务基础等措施。

为推进潜力巨大的海洋能资源开发利用，尤其是波浪能和温差能的开发利用［18］，美国国家水电协会于2021 年发布《海洋能产业化战略报告》，提出了明确的中长期海洋能发展目标。为此，美国通过持续修改相关法案，持续加大对海洋能的支持力度。美国于2019 年修改《能源独立和安全法（2007）》，建立了由能源部主管，内政部、商务部以及联邦能源管理委员会联动的协调机制，将能源部水能技术办公室（WPTO）的海洋能年度财政预算上限提高到1.6×108美元，并提出设立新的国家海洋能源中心，支持扩大现有国家海洋能源中心的研发及测试等相关活动。为支持海洋温差能发电及制冷利用，2020 年修订了《国内税收法典（1986）》，将海洋能温差能纳入15%税收抵免政策支持。2021 年，美国国会通过了《基础设施投资和就业法案》，同意向WPTO 追加1.1×108美元年度预算，支持开展海洋能基础设施建设［19-20］。从资金支持力度上看，WPTO 对海洋能技术研发及示范的支持力度逐年增长，2020 年开始，年度财政预算已增至1×108美元以上。根据对2008—2018 年WPTO 资金计划的统计分析，约50%的资金投入到波浪能技术研发及示范，超过30%的资金投入到基础研究、交叉研究及基础设施等建设方面，不到20%的资金投入到潮流能技术研发及示范，温差能技术研发及示范投入占比仅1%。从承担项目主体可以看出，近40%的资金拨付给企业，36%的资金拨付给能源部国家实验室等机构，超过20%的资金拨付给大学［21］。从美国海洋能公共资金投入力度、支持方向和投入主体分析可以看出，波浪能研发及示范是美国海洋能重点支持方向，尤其是在美国西海岸，美国（包括军方）支持建设了多个波浪能室内外测试基础设施。鉴于海洋能尚未进入产业化阶段，美国支持的海洋能项目多以技术创新为主。

英国潮流能开发利用持续领先、发展势头迅猛。回顾英国海洋能行业发展历程，尤其是近10 年英国潮流能的发展，电价激励政策起到了至关重要的作用。英国可再生能源义务证书制度（RO）为海洋能发电设置了最高的证书激励（1×103kW·h 发电量给予5 个证书，远高于海上风电的1.8 个证书）［22］。2015 年，英国可再生能源政策开始实施差价合约固定电价（CfD）制度，政府根据具体发电项目的均化成本动态调整每一轮竞标执行价，向发电商和投资商提供了稳定、清晰、预测性强的长期补贴，在保留了市场性交易机制的同时，又降低了政府补贴总额。2022 年，在第四轮CfD 政策支持下，英国共有超过40 MW 的潮流能电站获得了约合人民币1.4元/（kW·h）的电价政策支持。2023 年，在第五轮CfD 政策支持下，共有53 MW 的潮流能电站获得了约合人民币2 元/（kW·h）的电价政策支持［23］。上述潮流能电站最晚将于2028 年底建成投产。届时，英国将进一步夯实全球潮流能领先的地位。

2.3 潮流能规模化利用步伐加快，与其他海洋产业融合发展成为热点

根据IRENA 统计，截至2020 年底，全球海洋能电站总装机为53.5×104kW，以潮汐能电站为主，潮流能和波浪能开发利用进展较快。此外，全球共有31 个国家在开展海洋能研发及示范［24］。

潮汐能技术已具备商业化能力，但传统拦坝式潮汐能开发对海岸线资源的占用以及对近岸海洋生态环境的不利影响制约了潮汐能的大规模开发。近年来，国际潮流能技术产业化取得较大进展，全球范围内已建成多个稳定运行的潮流能示范电站，最大单机功率1.5 MW。英国是国际上最早一批开展潮流能技术研发及示范的国家，截至2022 年底，英国在运行的潮流能机组装机容量占全球70%以上，并网发电量占全球80%以上［25］。2016 年建成并网的英国“MeyGen”潮流能一期电站共安装4 台潮流能机组，总装机容量为6 MW。该电站经过多年的示范运行，对潮流能装备技术进行了多次迭代升级，在此基础上，英国已经获批建设近40 MW 级潮流能电站。由此可见，国际潮流能技术已具备了规模化开发利用的基础。

为拓展海洋能应用场景，提升海洋能利用规模，近年来国际上探索了海洋能与制冷、淡化、养殖装置供电、海洋监测设备供电等海洋产业融合发展。例如，英国欧洲海洋能源中心（EMEC）成立开展了潮流能发电制氢，于2020 年实现国际上首个商业规模氢动力飞机的起降。美国在过去5 年支持了数十个波浪能海水淡化、为海洋监测设备供电的项目。印度在多个海岛建成了淡水生产能力达到100 t/d 的温差能海水淡化装置［26］。

3 中国海洋能产业现状分析

中国海洋能资源比较丰富，海洋能技术产业化取得了显著进步。因此，加快推动海洋能开发利用规划，促进海洋能产业发展对于推进落实“双碳”战略、保持能源结构多元化、发展海洋经济、建设海洋强国具有十分重要的意义。

3.1 海洋能新兴产业发展极具潜力

海洋能资源调查与评价结果显示，中国近海海洋能资源以及深远海温差能资源的技术可开发量超过7 000×104kW，具有巨大的开发利用潜力［27］。中国海洋能有能力发展成为重要的可再生能源，可以为增强国家能源安全保障、助推海洋经济持续增长提供支撑。

全球海洋能市场前景广阔，中长期来看，国际海洋能产业将实现千亿级、万亿级跨越式发展。中国海洋能产业规模有望达到千亿级，成长为重要的新兴海洋产业。海洋能产业的产业链条长、带动性强，可以成为中国海洋经济新的增长点。

3.2 中国海洋能技术发展现状

2012 年以来，在自然资源部、财政部海洋能项目带动下，中国海洋能发电技术进展较快，总体上达到国际先进水平，产业化与商业化进程加快，但距离商业化应用仍有待进一步发展［28］。

自主研发的兆瓦级潮流能机组“奋进号”连续并网运行时间保持全球第一，自主研发的500 kW 及1 MW 波浪能发电技术在偏远海岛供电领域国际领先［29］。自主研发的20 kW 漂浮式海洋温差能装置于2023 年8 月在南海成功海试，标志着中国海洋温差能技术实现从陆地试验向海上应用的重大跨越。海洋能与海上风电、海水养殖、海洋监测、海水淡化等一体化设计与集成应用创新进展迅速。“澎湖号”半潜式波浪能养殖平台、“海聆”和“海星”海上观测用波浪能供电装置实现3 年以上海上示范运行，潮流能制氢及淡化完成示范。

一批海洋能示范工程取得明显成效，为中国海洋能规模化利用奠定了良好基础［30］。截至2022 年底，中国海洋能电站总装机超过10 MW，位居世界第四（见表1），近10 年新增装机占全球30%。江厦潮汐试验电站累计减少二氧化碳排放超过20×104t，2022 年建成的世界首座潮汐光伏互补电站年并网发电量超过1×108kW·h。浙江秀山岛、摘箬山岛、葫芦岛等多个潮流能示范工程稳定运行，广东万山岛、海南永兴岛等多个波浪能示范工程正在开展海试。

表1 全球海洋能装机容量单位：MW

3.3 中国海洋能产业发展基础

综合资源条件、用海条件和技术基础，中国潮流能和波浪能具有较好的产业化基础，温差能具有较好的发展前景。以南方电网、三峡集团、中国海洋石油总公司、国电龙源电力集团公司等为代表的大型企业已进入海洋可再生能源产业链，为中国海洋能产业化发展提供了有力的产业基础支撑。

中国海洋能利用标准体系进一步健全，截至2022 年底，累计实施国家标准22 项、行业标准11 项［29］。

在海洋能产业公共服务平台建设方面，国家海洋综合试验场完成了北东南（山东省、浙江省、广东省和海南省）的总体空间布局，覆盖了中国沿海海域的典型海域，可以有效地满足海洋能发电装备以及海洋仪器设备的海上试验需要。位于山东威海褚岛海域的国家海洋综合试验场（威海），可针对波浪能、潮流能发电装置小比例样机开展实海况试验、测试和评价，已基本具备潮流能比例样机以及海洋装备的现场测试服务能力。

4 中国海洋能产业发展的问题分析与发展展望

4.1 海洋能产业发展存在的问题

海洋能关键技术自主创新能力不足［31］。与规模化产业化发展要求相比，中国海洋能技术的海上长期运行可靠性仍有较大提升空间。现有海洋能技术开发利用形式多样，定型标准化和装备化等产业化技术进展较慢。发电装置制造成本较高、有效发电小时数较少，海洋能开发利用项目的经济性还不强。

上网电价等政策激励不足。海洋能上网电价政策亟需扩大支持范围和力度，目前仅有浙江江厦潮汐试验电站和秀山岛潮流能示范工程获得（临时性）上网电价政策支持［32］。海洋能售电收入税收优惠、电站运行维护补贴等政策缺失。

财政资金对海洋能开发利用的投入亟需加强。海洋能规模化利用所需的关键技术、装置示范、装备定型等难度高、投入大，迫切需要财政资金的持续支持和引导［33］。受多重因素影响，近年来中央财政支持海洋能的资金规模缩减明显，难以满足海洋能技术迭代升级和产业化发展需求。

海洋能产业公共服务平台建设亟需加快步伐。目前中国海洋能海上试验场、检测认证机构等能力建设进展跟不上产业发展需求，无法有效支撑海洋能技术的产品化和标准化，不利于海洋能技术走向国内外市场。

4.2 新时代对海洋能发展提出新要求

2022 年，习近平总书记在主持中共中央政治局就努力实现“双碳”目标进行第三十六次集体学习时指出，要加快发展有规模有效益的海洋能等新能源。按照2035 年生态环境根本好转、美丽中国建设目标基本实现的远景目标，发展海洋能产业是中国生态文明建设的客观要求。海洋能产业是典型的绿色低碳产业，还可以有效地解决沿海地区特别是偏远海岛用能用电需求［34］。

中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和国务院印发的《2030 年前碳达峰行动方案》分别指出“大力发展海洋能等可再生能源”“探索深化波浪能、潮流能、温差能等海洋新能源开发利用”。《“十四五”可再生能源发展规划》《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》等规划也都部署了海洋能相关工作。《“十四五”自然资源保护和利用规划》《“十四五”海洋经济发展规划》将浙江舟山百兆瓦级潮流能规模化示范工程列为专栏任务和重大项目。

4.3 加快推动中国海洋能产业发展的相关建议

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻落实习近平生态文明思想和习近平总书记关于海洋强国建设的重要指示批示精神，积极稳妥推进“碳达峰、碳中和”，以百兆瓦级潮流能电站示范工程建设为抓手，加快推进海洋能规模化利用。

一是尽快建立海洋能产业长效资金支持机制。加强海洋能项目财政支持力度，引导中央企业和开发性、政策性金融机构支持海洋能规模化利用，充分发挥中央财政资金的基石作用和引导作用，以海洋能示范工程补贴、测试及标准公共服务、产业链强链补链等为重点，支持中国海洋能技术打通“示范到产品”最后一公里。建立金融、保险、风投、融资等多元化资金投入机制，进一步分散开发利用风险。

二是加大力度支持海洋能关键核心技术示范应用。建议将海洋能规模化利用涉及的机组先进控制、兆瓦级装备制造、机组阵列化运行等关键核心技术列入国家重点研发计划予以支持，围绕海洋能示范工程建设，支持关键核心技术示范应用，将海洋能装备纳入首台套补贴、高技术船舶研发等支持政策。

三是制定海洋能规模化利用激励政策。研究制定海洋能上网电价激励政策，鼓励地方制定并实施海洋能规模化利用的工程建设补贴、税收优惠等政策。加强对海上能源供给领域的自然资源管理和国土空间用途管制，科学规划海洋能潜在开发区域，积极协调保障海洋能项目用海需求。

四是强化海洋能产业公共服务能力建设。持续支持海洋能试验场建设和运行，支持研发单位免费使用相关室内外测试基础设施，支撑海洋能技术迭代升级。支持企业牵头制定海洋能发电装置设计及海上施工等相关标准，加快推动相关装备定型化、批量化、产业化发展。鼓励企业加强海洋能技术和产品输出，培育国际市场。

5 结束语

随着国际社会对能源结构安全和能源独立性要求的与日俱增，应对全球气候变化对发展绿色的可再生能源也提出了迫切需求。在此背景下，资源丰富的海洋能得到了沿海主要国家的普遍重视［35］。相比海上风电等已成熟的海上可再生能源技术，海洋能技术成熟度相对较低，正处于向商业化应用迈进的关键时期。中国海洋能产业也处于发展的重要关头，具备了较好的技术创新与示范基础，迫切需要迈向规模化利用。在这一时期，亟需营造良好的海洋能产业发展环境，相关管理部门应加强协调，有针对性地制定出台阶段性激励政策，助推中国海洋能技术产业化发展。