《山东国资》杂志报道  2024年11月22日报道

记者 王炜

茫茫大海里蕴含着巨大的能量，波浪能就是其中一种。

11月1日，在烟台砣矶岛海域漂浮工作了388天后，一个高26米、重100吨，貌似烟囱的“大家伙”被正常回收并运回龙口港，它的学名是漂浮式振荡浮子波浪能发电装备。这是山东国投旗下山东华特拓疆智能装备有限公司首席科学家刘延俊技术团队的科研成果，经过多年的耕耘，其波浪能整体发电技术已经达到国际先进水平，而其自主研发的海况自适应海浪发电技术，处于国际领先水平。

何为波浪能发电？“就是通过捕能装置将波浪的能量转换为机械能，然后通过液压、气压传动方式转变成压力能，最后将压力能通过液压马达、气动透平驱动发电机发电，实现从压力能到电能的转化过程。”刘延俊对记者说，“此次在砣矶岛实现了分布式能源的并网发电，验证该波浪能发电装备运行效果良好。”

波浪能发电前景广阔

海洋是绿色能源的宝库，波浪能在广袤的海洋中无处不在，取之不尽，用之不完，被认为是最具前途的海洋能源之一。据专家测算，全球有经济价值的波浪能开采量估计为1～10亿千瓦。中国波浪能的理论储量为7000万千瓦左右。在山东半岛，坐拥全国1/6海岸线，海域面积16万平方公里，山东拥有多元化的海洋产业应用场景，因此波浪能发电装备应用前景广阔。

近年来，山东国投公司聚焦绿色低碳高质量发展，大力发展清洁能源。山东国投党委书记、董事长栾健曾多次强调：“新能源板块要紧跟国家政策及发展趋势，加快推动智慧能源、波浪能发电、新型储能等新兴产业与未来产业做大做强。”

11月13日，记者走进位于济南中德产业园的山东华特拓疆智能装备有限公司，此时刘延俊正在接待好几波客户，忙的不亦乐乎。

刘延俊，山东大学二级教授，中国海洋工程咨询协会（海洋可再生能源分会、深海技术与工程分会、未来海洋联盟海洋技术分会）常务理事，中国海洋发展研究会深海科学与技术分会常务理事，山东机械工程学会液压气动专业委员会副主任委员等，海洋工程装备领域的领军人物。数据显示，刘延俊主持国家重点研发计划、山东省重大创新工程项目等国家级、省部级科研课题20余项，发表论文200余篇，出版专著8部、教材12部，获国家发明专利96项，获省部级奖项10余项。

据介绍，公司与高校技术团队深度融合，共建了山东大学-华特拓疆海洋装备研究院，其中博士学历人员15人，高级职称人员7人，技术实力雄厚。公司已经累计申报专利10余项，与中国海洋大学、自然资源部第一海洋研究所、国家深海基地管理中心、国家海洋标准计量中心、中国大洋协会、中国海洋工程咨询协会等单位建立了合作关系，核心技术达到国际先进、部分技术处于国际领先水平。

目前，世界上有少数国家也在研究波浪能发电，最终目标是替代传统化石能源发电，并实现其产品的商业化。一些特殊用途的小功率波浪能发电，已在导航灯浮标、海上作业平台、海洋牧场、灯塔等上获得推广应用。在边远海岛，小型波浪能发电已可与柴油发电机组发电竞争。刘延俊认为，在中国，波浪能发电如能结合现有海上风电或者光伏发电装置，实施并网，其商业价值则能更快地释放出来。

取自大海，用在海上

海洋能源量不可估量。相较于风能和太阳能，波浪能的技术虽然起步晚，但其能量密度高，据测算是风能的4-30倍。同时，它还不会像太阳能一样，容易受到天气的影响，因此可以说波浪能有着诸多优点了。

2003年，全球首座海浪发电试验场在苏格兰奥克尼群岛建立了起来，即著名的“海蛇”波浪发电装置。在它的连接单元中设置有两个液压缸，它会随着海浪的上下起伏，从而发生相对运动，推动液压缸内的活塞做往复运动，以此来驱使发电机发电。紧接着，发出的电力，会通过一根海底电缆输送到岸上，并入电网，最终出售给消费者。

此次在砣矶岛测试的发电设备采用的是“振荡浮子式”设计，原理类似，而效果更强。这是刘延俊技术团队研发的四种波浪能捕获设备之一，工作原理可以归纳为多次能量转化。

发电全靠浪，风浪越大发电越多。山东半岛附近海域具有丰富的波浪能资源，不同海域波浪参数（浪高、周期）不同，自西北向东南方向递减，春夏秋冬强度各不相同。冬季波浪能量最大，此次布放的设备运行超过一年，就是为了收集一年四季海洋波浪参数对发电数据的影响规律，这对将来大规模阵列式布放不仅必要而且十分有效。“该设备装机功率110千瓦，在砣矶岛海域的试验数据显示，平均发电效率达到了20%以上。”刘延俊说。

“整个系统我们采用了四锚链结构，在水力约束盘的基础上多增加了一个辅助阻尼盘，海浪发电是靠着相对运动来工作的，增加辅助阻尼盘后，主浮体的移动量大幅度减小，同时也减少对锚链的受力，这样一来振荡浮子相对它的相对运动就大了，从而提高了波浪发电效率。”刘延俊介绍，“振荡浮子式波浪能发电设备如今已经更新到第三代，前两代产品发电效率为18%，通过优化设计第三代产品超过了20%。”

此外，捕获波浪能要对付海洋附着物的侵扰，设备还要足够坚固，才能在狂风巨浪中生存下来，而为了破解波浪的不稳定性，技术团队特别研发出了一种蓄能系统。“蓄能系统里面有预充气气囊，气囊压缩等于能量储存，气囊回弹等于能量释放。”刘延俊说，“消峰填谷的作用就是当大浪多的时候多吸收一点，小浪的时候把吸收的能量放出来，这样一来发电曲线就趋于平稳了。”作为施工方，山东五盛海洋工程公司总经理杨里勇对记者说：“一年多来经历两次12级大风，9米的大浪，装备经受住了检验，达到了预期的效果。” 

探访海洋能发电的“黑科技”

海洋能发电的魅力在于“就地取能，海能海用”。在山东华特拓疆的视线里，有利用波浪运动的波浪发电、利用潮涨潮落来推动涡轮机等的潮汐发电、利用海面附近和海中的水温差来的海洋温差发电、利用海流来推动涡轮机的海流发电等的设备正得到推进。

走在山东华特拓疆巨大的生产车间里，记者边走边看，刘延俊在一旁介绍，近几年，山东华特拓疆先后取得多项科研成果，如海洋温差能发电系统实验测试平台研发，基于锚泊浮台的波浪能和潮流能互补仪器设备供电系统，可长效自主运维的智能深远海养殖平台与渔业资源开发技术合作中的波浪能供电模块研发，深远海网箱养殖支撑平台设计及关键技术研究，应用于河流水动力发电、用于临时应急舟桥供电。在适于中国海域的漂浮内转子式波浪能发电装备项目中，山东华特拓疆承担“适应复杂海况的高效稳定波浪能发电与集成应用技术研究等……

“以海洋新能源为基础，以新能源综合利用为主业，山东华特拓疆完美契合国家‘经略海洋’及‘双碳’战略，为‘海洋经济’与‘海洋国防’事业开疆拓土。刘延俊一边走，一边向记者解释“拓疆”的含义。

发挥海洋优势，普及海洋能源发电，降低对化石燃料的依赖程度。如今，日渐成熟的波浪能发电已发展成为一条新的赛道，而山东华特拓疆无疑是这场比赛的领跑者。