8月1日上午9時(shí)，岱山秀山南部，海風(fēng)拂面。海底之下，世界最大的LHD林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組，正隨著渦輪水輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)將潮流能轉(zhuǎn)化為電能。此刻，渦輪水輪機(jī)運(yùn)行時(shí)間已超過120個(gè)小時(shí)，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，發(fā)電曲線完美。“等調(diào)試成功，8月底，這些清潔能源將進(jìn)入萬戶千家”，該項(xiàng)目總工程師林東說。

今年1月初，裝機(jī)容量3.4兆瓦的LHD林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組總成平臺(tái)在浙江舟山下海，這是我國首臺(tái)自主研發(fā)生產(chǎn)的裝機(jī)功率最大的潮流能發(fā)電機(jī)組，由浙江舟山聯(lián)合動(dòng)能新能源開發(fā)有限公司自主研發(fā)而成。7月27日，隨著浮吊船將兩個(gè)24米高、230噸重的發(fā)電組模塊精準(zhǔn)吊裝至海下總成平臺(tái)，潮流能發(fā)電在舟山成為現(xiàn)實(shí)。這標(biāo)志著我國潮流能發(fā)電進(jìn)入“兆瓦時(shí)代”，在海洋潮流能源開發(fā)利用領(lǐng)域走在世界前列。

這幾日，林東收到祝賀不斷。來自省科技廳、省歸國華僑聯(lián)合會(huì)、歐美同學(xué)會(huì)等發(fā)來的賀信讓他再次篤定7年前用科技報(bào)國的夢(mèng)想。2009年，為響應(yīng)省歸國華僑聯(lián)合會(huì)“海歸創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師團(tuán)”幫助海外高層次人才為國服務(wù)的號(hào)召，在林東的領(lǐng)銜下，旅美博士黃長征、丁興者等海歸人才齊聚浙江，著手攻關(guān)潮流能發(fā)電這一世界性難題。

7年里，歷經(jīng)無數(shù)次失敗，團(tuán)隊(duì)最終研發(fā)成功“模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組”，并用三人姓氏首字母的大寫“LHD”命名。該項(xiàng)目包括總成平臺(tái)系統(tǒng)、雙向調(diào)節(jié)水輪機(jī)渦輪系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)、增變速系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)等15大系統(tǒng)，擁有50多項(xiàng)核心專利，是我國完全自主研發(fā)解決潮流能裝備大型化、實(shí)用化世界性技術(shù)難題的重大突破。

潮流能發(fā)電是利用海水漲落進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)，潮流能因其清潔無污染且可再生，一直受到國內(nèi)外高度關(guān)注。在此之前，我國海洋潮流能發(fā)電機(jī)組最大規(guī)模僅為0.3兆瓦。國際上，2008年由英國國家實(shí)驗(yàn)室和SEA GEN公司聯(lián)合研發(fā)的潮流能發(fā)電站，裝機(jī)容量為1.2兆瓦。且都面臨著無法解決海底維修問題與海上安裝成本昂貴兩大問題。

月球引起了潮漲潮落，賦予了潮水巨大的動(dòng)能。和風(fēng)車捕捉風(fēng)能一樣，在LHD林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組中，水下渦輪機(jī)恰恰充當(dāng)了“海底風(fēng)車”的角色來獲取“潮能”。它的葉輪設(shè)計(jì)和飛機(jī)螺旋槳類似，后面連著齒輪箱，齒輪箱連著發(fā)電機(jī)，當(dāng)潮水襲來，渦輪機(jī)就轉(zhuǎn)起來，同時(shí)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，隨后帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能再通過電纜傳到岸上匯入電網(wǎng)，送至千家萬戶。相比陸上風(fēng)機(jī)，水下渦輪機(jī)還有自身的一些優(yōu)勢(shì)。首先，水下渦輪機(jī)不會(huì)占用陸地空間，風(fēng)車農(nóng)場則需要大片的土地。其次，因?yàn)樗拿芏冗h(yuǎn)大于空氣密度，這意味著相同條件下，轉(zhuǎn)速、受力面積相同時(shí)，渦輪機(jī)將會(huì)產(chǎn)生更多的電能。最重要的是，由于潮汐有規(guī)律可循，潮能可以進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。

林東介紹，LHD研發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)路徑，是以水輪機(jī)渦輪集成的模式去突破海洋潮流能發(fā)電設(shè)備大型化的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)海洋潮流能發(fā)電的大面積應(yīng)用。“之前世界各國科學(xué)家在潮流能發(fā)電研發(fā)領(lǐng)域，在突破大型化的路徑上，都是在追求將水輪機(jī)渦輪的直徑做大，但這條路徑很可能走不通。”林東告訴記者，由于是首臺(tái)裝備，投入的研發(fā)成本巨大，大約花了2億元。“因此即使給我們2元錢的上網(wǎng)電價(jià)也很難收回成本。但若將來實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化，成本將迅速大幅下降，預(yù)計(jì)20年內(nèi)可以達(dá)到火電的上網(wǎng)電價(jià)水平。”

同時(shí)，模塊化的自由取放解決了設(shè)備維修難題。此外，發(fā)電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，可抵抗12級(jí)臺(tái)風(fēng)和4米巨浪。“3.4兆瓦的海洋潮流能發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電后，預(yù)計(jì)年發(fā)電量可達(dá)到600萬千瓦時(shí)，相當(dāng)于3000戶人家一年的生活用電。”林東說。

據(jù)悉，根據(jù)這一技術(shù)路線，下一步發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)將不斷優(yōu)化提升，未來可以做到單臺(tái)總裝機(jī)15兆瓦左右。根據(jù)現(xiàn)有權(quán)威勘測(cè)數(shù)據(jù)，舟山海域潮流能裝機(jī)容量可達(dá)7000兆瓦，相當(dāng)于三峽大壩三分之一的裝機(jī)容量，投資可達(dá)1000億元以上。一旦成功，綠色能源將從舟山海域源源不斷而來，潮流能大規(guī)模開發(fā)將成為現(xiàn)實(shí)，這將有可能改變中國的可再生能源利用格局。

[延伸閱讀]

潮流能發(fā)電，相較于傳統(tǒng)水庫式潮汐電站，經(jīng)濟(jì)性更好，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也更小。但是，兆瓦級(jí)潮流能發(fā)電機(jī)組研發(fā)仍處于探索階段。目前，世界上最先進(jìn)、規(guī)模最大的在用海洋潮流能發(fā)電站是1.2兆瓦，由英國國家實(shí)驗(yàn)室和SEA GEN公司聯(lián)合研發(fā)，于2008年下海發(fā)電并網(wǎng)。在國內(nèi)，目前研發(fā)的最大海洋潮流發(fā)電機(jī)站是0.3兆瓦。但是，從投入成本角度計(jì)量，都無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模運(yùn)用。而林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目的運(yùn)行，發(fā)電能力相當(dāng)于英國項(xiàng)目的近3倍，并將為潮流能發(fā)電找到一條更經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)路徑。