碳達峰、碳中和目標下能源電力綠色轉型戰略的實施，為我國海洋可再生能源資源開發利用提供了至關重要的發展機遇。在介紹我國海洋可再生能源開發利用開展的工作以及取得的重要進展的基礎上，梳理我國海洋可再生能源開發利用中存在的主要問題，分析我國海洋可再生能源減排潛力，對“雙碳”背景下我國海洋可再生能源的中長期發展愿景進行展望，并對近期的海洋可再生能源開發利用技術發展以及規模化開發利用重點進行分析。
一、我國海洋可再生能源技術進展
海洋可再生能源具有開發潛力大、可持續利用、綠色清潔等優勢，但相對于傳統化石能源，海洋可再生能源能量密度低、穩定性較差，因而海洋可再生能源開發利用難度較大。近年來，我國海洋能技術水平提升較快。潮流能和波浪能總體技術成熟等級已接近 6 級(示范試驗階段)，涌現出一批具有產業化前景的技術成果。潮流能、波浪能電站已實現并網發電，深海網箱養殖的波浪能供電技術已開始推廣應用。潮汐能技術保持國際領先水平。
1、技術進展
我國海洋能裝機規模位居世界前列。2020年，我國海洋能累計裝機約 8 MW，位居世界第五，年并網發電量約7 GW·h，主要為潮汐能發電。潮流能和波浪能累計裝機約 4 MW，占全球在運行的潮流能和波浪能裝機25%以上。
我國潮汐能技術成熟度已達9級。總裝機容量4. 1 MW 的江廈潮汐電站，規模僅次于韓國始華湖電站、法國朗斯電站、加拿大安納波利斯電站，位居世界第四。
我國潮流能技術近年快速發展，成熟度為 6—7級，使我國成為世界上為數不多的掌握規模化潮流能開發利用技術的國家。目前約有 20 臺機組完成了海試，最大單機功率 650 kW，部分機組實現了長期示范運行。浙江舟山聯合動能新能源開發有限公司于 2016 年 3 月在舟山秀山島海域下水的兆瓦級 LHD 潮流能示范平臺于 2016 年 8 月實現并網發電，截至 2020 年年底，總裝機容量達 1. 7 MW，先后共安裝了 7 臺垂直軸和水平軸機組，最大機組功率為400 kW。該平臺的連續發電時間、累計發電量等指標處于國際先進水平。浙江大學于 2017年 11月在舟山摘箬山島海域實現了 650 kW 水平軸潮流能機組并網發電，是目前國內單機功率最大的潮流能機組。
我國波浪能技術成熟度為 5—6 級。科研人員針對我國波浪能資源特點，研發出小功率波浪能發電裝置，目前約有 30 臺裝置完成了海試，最大單機功率500 kW，已初步實現為偏遠海島供電。近年來還探索了波浪能網箱養殖、導航浮標供電等應用。中科院廣州能源所研制的鷹式波浪能發電裝置，基于振蕩浮子式工作原理，采用漂浮安裝方式。2012年起，中科院廣州能源所在珠海萬山島海域先后布放了10 kW和100 kW鷹式波浪能發電裝置，首次實現我國利用波浪能為海島居民供電。2018年10月，200 kW 鷹式波浪能發電裝置在南海永興島完成并網試驗。2020年7月，500 kW鷹式波浪能發電裝置開始在廣東萬山島海域海試。
我國溫差能技術成熟度為 4—5 級。自然資源部第一海洋研究所于2012年利用電廠排水余熱，研制了15 kW溫差能發電試驗裝置，在溫差為19. 7 ℃時，透平發電效率約為 73%。2017年開展了高效氨透平、熱交換器等關鍵技術研發，并搭建了10 kW溫差能實驗室模擬系統。國家海洋技術中心于 2011年針對小型海洋觀測平臺供電問題，開展了 200 W溫差能發電技術研究。
我國鹽差能技術成熟度為3級。中國海洋大學開展了 100 W 緩壓滲透式鹽差能發電關鍵技術研究。
2、產業發展
我國海洋能產業已開始從起步階段向成長階段過渡。我國海洋能技術提升較快，突破了潮流能連續并網發電、波浪能深遠海發電等技術，舟山秀山島兆瓦級潮流能示范工程、“澎湖號”波浪能養殖網箱供電示范工程等運行效果良好，一批代表性技術具備了產品化基礎。
3、存在的問題
目前，我國潮汐能技術與國際先進水平差距不大，潮流能和波浪能與國際先進水平差距較小，溫差能、鹽差能等海洋能技術與國際先進水平差距較大。總體來看，我國海洋能技術的發展主要存在以下問題：海洋能基礎研究比較薄弱，原創性技術較少;海洋能公共平臺能力建設進展緩慢，發電裝置轉換效率、可靠性和穩定性普遍不高，示范應用效果不佳、裝機規模偏低。
我國海洋能基礎研究相對薄弱，在海洋能發電理論研究方面，跨學科、多領域交叉的應用基礎研究開展較少，能量俘獲與轉換機理、俘獲系統對海洋環境的適應性及響應控制、裝置結構在海洋環境下的腐蝕及疲勞作用機理、最佳功率跟蹤及負載特性匹配等基礎研究亟須加強。
我國海洋能開發利用關鍵技術未取得突破、示范應用規模較小。潮汐能技術水平雖位居世界前列，但尚未實現萬千瓦級潮汐電站建設實踐。潮流能、波浪能、溫差能等發電裝置均存在可靠性和穩定性較差等問題，距離產品化應用水平尚有差距。此外，我國海洋能裝置示范應用規模(不足百千瓦級)遠小于國際上的兆瓦級水平。
我國海洋能技術公共服務平臺建設滯后。海洋能技術開展示范應用還面臨著用海用地難、審批手續繁瑣等問題。借鑒國外經驗，建設海洋能海上公共測試場與示范區，為海洋能發電裝置提供標準統一的檢測與認證服務體系，是解決這一系列問題的有效手段。國際上運行時間最長的歐洲海洋能中心(EMEC)建于 2003 年，已經為全球數十臺海洋能裝置提供了權威的測試服務。相比而言，國內海洋能公共服務平臺進展較為緩慢。
二、我國海洋可再生能源開發利用展望
碳達峰、碳中和背景下我國海洋可再生能源開發利用大有可為：我國近海海洋可再生能源技術可開發量超過 60 GW，具有巨大的減排潛力。根據國際能源署海洋能系統(IEA OES)測算，每千瓦海洋能裝機容量可以減少 CO2排放 1. 667 t/a。據此測算，我國海洋可總裝機容量如果超過30 GW，每年可減少CO2排放5 000萬t。
1、我國海洋可再生能源產業發展主要路徑
為實現 2060 年我國海洋能裝機容量超過 30GW的目標，需要從高效低成本發電裝備技術研發、拓展應用領域、制定產業激勵政策等方面共同推動海洋能的規模化開發利用。
部署高效低成本海洋能發電裝備技術研發。通過研發及優化新材料、新工藝，提高潮流能、波浪能、溫差能轉換效率，以及發電裝備的可靠性和海上生存性，推動海洋能發電成本快速降低。
拓展海洋能利用技術的應用領域。結合深遠海開發、海上能源補給、海上國防建設、制淡制冷等應用，提升海洋能發電之外的附加值，推動海洋能盡快成為偏遠海島和深遠海海上活動的能源保障。
制定并落實產業激勵政策。加快制定海洋能上網電價激勵政策，推動海洋能電站試行上網電價單獨審批，探索商業性金融、股權融資等手段在海洋能開發利用中的應用，推動海洋能技術產業化進程。
2、我國海洋可再生能源技術發展重點方向
近海潮流能規模化利用技術。研發兆瓦級潮流能高可靠、低成本發電技術，重點解決潮流能機組傳動系統及密封單元可靠性、整機安全性、低成本運維等問題，研究潮流能機組及其陣列化應用對海洋環境的影響。
偏遠海島波浪能利用技術。研發兆瓦級波浪能俘獲與轉換技術，重點解決漂浮式發電平臺深遠海錨泊及運維、波浪能與海上風能集成等技術，推廣波浪能與養殖網箱、海水淡化等技術耦合。
溫差能綜合開發利用技術。研發兆瓦級溫差能發電、冷海水直接應用及海水淡化等綜合利用技術，重點解決冷海水管道材料及工程應用、深海水養殖及高值營養元素提取制取、深遠海錨泊及運維等問題，開展南海溫差能綜合利用示范。
深遠海裝備海洋能長期穩定供電技術。發展深遠海波浪能、深遠海低流速海流能、深海海泥電池等自主創新技術，為深遠海觀測裝備提供系列化、輕便型的供電產品。
新型自主創新海洋能發電技術。突破海洋能發電新機理新方法，開展摩擦納米波浪能發電、柔性結構波浪能發電等自主創新技術研發。(作者：王項南 麻常雷)
