全球海洋能发展动向及启示（2025）

海洋覆盖地球表面70%以上的面积，全球海洋能资源蕴藏量巨大且分布广泛。目前全球已有多国开展海洋能开发利用，其中，美国、英国、韩国、法国等国家处于海洋能产业开发的前沿，但从整体看，除潮汐能已开展商业化应用外，其他海洋能开发尚处于技术研发阶段，整体产业规模较小。我国在发展海洋能过程中，应充分借鉴国际先进经验，结合自身国情和发展需求，制定科学合理的发展策略，加快推动海洋能产业规模化、商业化发展，为实现我国能源转型和海洋强国建设目标提供有力支撑。

全球海洋能发展动向及启示（2025）

（来源：中能传媒研究院 作者：罗曼）

海洋能是以海水为介质，在海洋中的波浪、海流、潮汐等物理过程及河口海域海水盐度差和深水区海表层与深水层海水之间温度差等物理现象中蕴含的能量，常见海洋能有潮汐能（含潮差能和潮流能）、波浪能、温差能和盐差能等。海洋能作为自然资源的重要组成部分，具有开发潜力大、可持续利用、绿色清洁、供应稳定等优势，对其开发利用是应对全球化石能源短缺和气候变化的重要选择。

根据不同的国际组织评估计算，全球海洋能发电潜力达45万亿～130万亿千瓦时，相当于2023年全球发电量（29.9万亿千瓦时）的1.5～4.3倍。截至2023年底，全球在运和在建的海洋能发电装机规模约63.15万千瓦，其中在建规模约为8.6万千瓦，潮汐能为主要发电类型，约占总装机的98%。国际能源署海洋能系统技术合作计划（IEA OES-TCP）发布的《聚焦海洋能源》报告称，到2050年，全球海洋能源装机有望达到3亿千瓦，为全球创造68万个就业机会，减少5亿吨二氧化碳排放，贡献3400亿美元的总增加值（GVA）。除了为沿海地区提供清洁电力之外，海洋能的开发还为淡水制备、供暖、制冷、水产养殖等产业绿色低碳发展提供了可行路径。

一、全球各经济体海洋能发展策略

（一）欧盟：明确未来几年海洋能发展总体目标

欧盟委员会于2020年发布的《近海可再生能源战略》是近年来欧盟支持海洋能发展的关键性政策倡议。其中强调了发展海洋能在促进实现脱碳目标和地区经济增长等方面的作用,同时强调要继续降低海洋能技术的研发成本,以便在欧盟能源系统中吸收波浪能和潮汐能技术。该战略设定了欧盟海洋能装机目标，即到2025年装机100兆瓦，到2030年装机1吉瓦。预计到2030年,海洋能源技术将为欧洲能源和工业系统贡献更大力量,尤其是在支持电网稳定和岛屿脱碳方面。

2024年10月，欧洲海洋能技术与创新平台（ETIP Ocean）发布《海洋能战略研究与创新议程》，明确未来几年是欧洲海洋能走向工业化的关键时期，提出到2030年，欧盟将投入14亿欧元（含公共经费8.45亿欧元），部署近200个项目。议程确定了到2030年欧盟海洋能发展的5个总体目标：一是通过改进海洋能发电性能、运行性能，提升可负担性，使海洋能具有竞争力；二是通过大规模制造和部署加强海洋能产业化能力，建立高效供应链以满足商业化目标；三是在利益相关者间加强信息和经验共享，同时建立海洋能装置设计、测试和运行的通用协议和指南，以填补知识空白、降低技术风险；四是加强全生命周期分析，评估海洋能技术的可持续性和潜在环境影响，提升社会接受度；五是加强技术成熟度、经济可行性、市场潜力和合规性论证，通过试点项目展示运营数据和其他效益成果，以增强市场信心并吸引投资者。

欧盟《海洋能战略研究与创新议程》研发创新优先事项

1.海洋能电站的设计与验证

该领域的重点是波浪能和潮汐能技术示范，同时也支持其他海洋能源技术的设计优化，如海洋热能转换、海水空气调节和盐差能发电。该领域将投入7.88亿欧元，其中6亿欧元投入试点电厂，部署10个大型及超大型示范项目，以推进波浪能、潮汐能发电的试点及预商用示范；1.62亿欧元投入设备示范，部署16个小型、中型及大型海洋能设备示范项目，以提升设备的功率性能、可靠性、可用性、可维护性和生存性；2600万欧元用于设计和验证其他海洋能技术，部署9个微型、小型及中型应用研究和示范项目，以开发海洋热能转换、海水空调、盐差能、潮差能等技术。

2.下一代技术和子系统

该领域侧重于设备概念和关键子系统的重大改进，开发出可显著降低成本和风险的技术、子系统和组件，并在可能的情况下加以应用。该领域将投入1.72亿欧元，其中5400万欧元投入颠覆性波浪能装置；4500万欧元投入创新动力输出系统和控制系统；7300万欧元投入先进系泊、基础和电气连接系统。

3.分析和建模工具

工具的准确性和可负担性直接影响着海洋能的创新和发展过程。该领域将投入8900万欧元，其中2900万欧元投入海洋能子系统（如传动系统、系泊和动力电缆）和装置模拟；3300万欧元投入海洋能电站部署的分析和规划工具；2700万欧元投入电站建设及运营的建模和模拟。

4.将使能技术集成至海洋能系统

海洋能领域对新兴使能技术的采用可以加速其商业化，包括用于设备和组件的新材料、更小型低成本传感器和数据传输解决方案，以及人工智能等计算方法。该领域将投入1.02亿欧元，其中3900万欧元投入创新材料和制造工艺；4200万欧元投入新型仪器和传感器技术；2100万欧元投入人工智能和大数据应用。

5.海洋能市场开发

准确评估海洋能相对于其他可再生能源的优势，有助于更好地为政策和投资决策提供信息。该领域将投入1.65亿欧元，其中6900万欧元投入海洋能在离网市场的应用；4500万欧元投入海洋能规模化并网效益量化方面；5100万欧元投入海洋能与其他海洋活动（如人工鱼礁、海水补给等）的协同增效领域。

6.协调相关部门工作

海洋能开发需要大量的前期投资以及相关部门协调和支持，包括完善标准、升级测试设施、发展供应链和开展专业培训。该领域将投入9000万欧元，其中800万欧元用于协调相关部门之间的工作；6600万欧元用于建立和升级测试设施；1600万欧元用于支持海洋能行业环境调查、审批和并网、人才教育及技能培训等。

（二）美国：持续投入资金支持海洋能开发和测试

早在2010年，美国能源部发布的《美国海洋水动力可再生能源技术路线图》就从目标、部署方案和商业策略等方面描述了2010—2030年美国海洋能的发展路径和方案，这20年重点发展的海洋可再生能源包括波浪能、潮汐能、海流能、海洋热能和渗透能等。在该路线图中，美国计划到2030年实现海洋能发电装机23吉瓦。

2023年7月，美国能源部宣布为7个海洋能创新项目提供近1000万美元资金支持，以加速海洋能技术的开发和测试。美国能源效率与可再生能源办公室表示，这是能源部对服务蓝色经济市场的海洋能源的首次重大投资。受资助的7个项目集中在4个重点领域：一是证明波浪能海水淡化系统的设计可靠性；二是验证波浪能海水淡化系统中的创新组件；三是支持海洋能海水淡化技术进步；四是评估建立海流能测试设施的可行性，使开发商分担测试成本并减少测试障碍。同年9月，美国能源部宣布在小企业创新研究(SBIR)和小企业技术转移(STTR)计划框架下为6个海洋能项目提供680万美元资金支持，6个项目中有5个均为波浪能项目。同月，美国能源部与橡树岭科学与教育研究所联合启动了“2024年海洋能研究生计划”，旨在通过美国能源部、国家实验室、政府和企业提供相关专业知识、资源和能力，支持在校学生开展海洋能相关研究。

2024年9月，美国能源部水力发电技术办公室（WPTO）宣布了一项1.125亿美元的资助计划，将在未来5年重点支持波浪能转化器的设计、制造和试验，通过开放水域测试和系统验证，推动波浪能技术的示范应用。该项资金重点支持3个领域，其中5062.5万美元将用于支持大型电力公用事业所需的波浪能装置开发，预计最多17个项目将获资助，金额从240万美元到2530万美元不等；4500万美元将用于沿海社区及岛屿的波浪能装置开发；1687.5万美元将用于离岸波浪能装置开发。继全球最大的波浪能测试中心PacWave在俄勒冈州建立后，美国政府已确认启动波浪能示范资金计划，这是其在此类清洁能源领域的最大规模投资。同年10月，美国能源部宣布投入1700万美元，支持14个海上风电和海洋能项目部署，其中包含波浪能转换装置系泊设备皮带张紧构件的弯曲疲劳评估等项目。2024年末，美国能源部又承诺投入超过1800万美元以资助27个海洋能源和海上风电技术研究和开发项目，这些资助涉及17所美国本土大学，资金将主要用于四方面：一是开发具有数据共享平台的经济高效的海洋能源设备；二是探索并促进海洋能或近海风能与水产养殖发展之间的潜在协同作用；三是支持本科生的海洋能源高级设计和研究项目；四是支持海洋能计划目标的其他更多想法。

（三）英国：差价合约机制推动海洋能技术进步

英国是欧洲海洋能资源最丰富的国家，拥有全欧洲50%的潮流能资源和35%的波浪能资源，结合其强大的海洋和海上工程专业技术，海洋能在助力英国实现净零排放和建设“清洁能源超级大国”方面展现出巨大潜力。

2010年3月，英国政府发布了《海洋能源行动计划》，提出在政策、资金、技术等多方面推动潮汐能、波浪能等海洋能源发展。该计划确立了英国海洋能2030年前的发展任务和实施路径，2015—2020年为海洋能大规模示范阶段，2025年前后实现海洋能发电装置商业化，预计到2030年海洋能可满足英国1500万个家庭的能源需求。

为促进海洋能技术的持续改进，加快海洋能技术成熟度的快速提升，英国在财政方面给予了海洋能大力支持。2000—2015年，英国投入了超过2.5亿英镑公共资金用以发展海洋能，从海洋能基础理论研究，到关键技术研发，从海上试验示范，到阵列化应用，英国财政资金给予了全链条式的支持。

同时，为吸引社会及私人资本进入海洋能产业，英国制定了相对完备的激励政策。一方面，在英国2008年发布的《规划法案》和2009年发布的《海洋与海岸带准入法》基础上，制定了简化、高效的海洋能开发许可体系。另一方面，给予比其他可再生能源更高的可再生能源义务证书（ROCs）相关支持，即每兆瓦时海洋能发电可获得5 ROCs的支持，是所有可再生能源中最高的。2013年12月开始，在英国差价合约（CfD）政策机制下，对装机不足30兆瓦的海洋能电站给予305英镑/兆瓦时的固定电价，远高于其他可再生能源的固定电价。

值得注意的是，英国政府在2022年的可再生能源CfD拍卖中为潮汐流技术设定了首个专属配额，大大增强了潮汐流技术的发展潜力。在连续举行的三次拍卖会上，潮汐能装机容量已超过120兆瓦，首批项目将于2027年部署。

英国海洋能项目参与可再生能源差价合约（CfD）案例

对于潮流能等海洋能项目，CfD机制为其提供了更多的发展机会。在之前的CfD竞标中，海洋能项目需要与海上风电竞争，导致其难以中标。然而，随着政策的调整，海洋能项目开始在“欠成熟技术”组别中单独竞标，使得潮流能项目得以中标。

例如，2022年英国可再生能源CfD第四轮竞标，首次设立三个技术组别，分别是“成熟技术组”（陆上风电和光伏），“海上风电技术组”和“欠成熟技术组”（海上浮式风电、潮流能、波浪能、地热能）。“海上风电技术组”预算补贴为2亿英镑；“欠成熟技术组”预算补贴为7500万英镑，其中2400万英镑用于海上漂浮式风电项目，约2000万英镑用于潮流能项目。2023年9月，CfD第五轮竞标，包括6家公司的11个潮流能项目，总装机容量约为53兆瓦，中标价格为198英镑/兆瓦时，也首次为潮流能设立1000万英镑专项资金。2024年9月，在最新一轮CfD第六轮竞标中，共5个潮流能项目中标，总装机28兆瓦，包括HydroWing项目10兆瓦、MeyGen项目9兆瓦、Seastar项目4兆瓦、Magallanes项目3兆瓦和Ocean Star Tidal项目2兆瓦，专项资金从上一轮的1000万英镑增加到1500万英镑，中标价格下降为172英镑/兆瓦时，是迄今为止潮流能项目中标最低价。

英国海洋能源委员会呼吁政府在未来的竞拍中持续为潮流能项目设立专项资金，并将其增加到3000万英镑，并为2035年设定1吉瓦的部署目标。据了解，CfD第六轮的总预算超过10亿英镑，这是有史以来单轮最大的预算。本轮共分为三个技术组别，分别是“固定式海上风电组”，补贴预算为8亿英镑；“成熟技术组”，包括陆上风电、光伏，补贴预算为1.2亿英镑；“欠成熟技术组”，包括潮流能、地热、浮式风电等，补贴预算为1.05亿英镑。

目前，波浪能在英国还没有进入市场的途径，在CfD拍卖中，波浪能并没有像潮汐能一样获得政府的特别支持。英国海洋能源委员会呼吁英国政府在2025年的可再生能源拍卖中引入500万英镑的专属配额，以确保英国继续吸引波浪能投资商。

（四）韩国：多措并举支持海洋能产业发展

近年来，韩国从顶层设计、市场激励、公共资金、配套法规等多方面制定了一系列举措，支持海洋能产业发展，使其装机容量领先于其他国家。其中，2011年投运的京畿道始华湖潮汐发电站是目前世界上最大的潮汐能发电设施，装机容量达到254兆瓦。

一是制定长远规划与战略。韩国在2015年制定了《2015—2025年中长期清洁海洋能源发展计划》，确立了海洋能发展的国家战略。2021年又进一步制定了《2030年海洋能源发展计划》，提出了建设1.5吉瓦海洋能源基础设施的目标，计划在2030年前新增波浪能系统220兆瓦、混合发电系统300兆瓦、潮汐能系统700兆瓦等。为实现2030年目标，该计划详细拟出了四个具体步骤，分别是：扩大研发并建立试验场、建设大规模海上电站、进入全球市场并扩大国内供应、开发认证体系和支持性政策。

二是出台市场激励政策。韩国在2012年确立了可再生能源配额标准（RPS），强制要求装机容量超过500兆瓦的公用事业供应商必须使用一定比例的可再生能源发电。配套实施的可交易可再生能源证书（REC）市场激励计划，对不同类型的海洋能给予了不同的权重值，如潮汐能的权重值为2.0（潮流）或1.0（有堤坝潮汐坝）或2.0（无堤坝潮汐坝），以此来促进海洋能的发展。

三是提供公共资金支持。韩国海洋水产部和产业通商资源部为海洋能研发及示范项目提供公共资金。2000年至2017年间，共投资2亿美元用于海洋能技术开发项目。2020年，海洋水产部为海洋能系统开发投资了2040万美元，2021年和2022年，海洋能研发项目预算约为2730万美元。

四是完善相关法律法规。虽然韩国没有专门的海洋空间规划（MSP）立法，但《公共水域管理法》和《填海法》为海上能源生产提供了法律框架。在海洋能项目选址过程中，主要依据这些法律以及《海岸管理法》进行考量。

五是推动技术研发与创新。韩国政府强调海洋能技术研发和商业化的关键行动计划，支持相关企业和研究机构开展海洋能技术研发，提高海洋能转换效率、设备可靠性和经济性等。如韩华海洋等企业积极研发相关技术，开发出可用于军舰的高耐候性隔热涂料，有望提高舰艇能源效率，这也可能对海洋能设备的相关技术发展产生积极影响。

六是加强国际合作。韩国积极参与国际海洋能合作项目，与其他国家共享海洋能技术和经验，引进国外先进技术和资金，提升本国海洋能产业的国际竞争力。同时，通过国际合作，韩国还可以在全球范围内拓展海洋能开发市场，参与全球海洋能资源的开发利用。

（五）中国：将海洋能发展纳入国家顶层设计

中国海洋能资源理论可开发量超15亿千瓦，近海海洋能技术可开发量近6700万千瓦，具有广阔的发展空间。目前，中国在运和在建的海洋能发电装机规模超过1.2万千瓦，位居世界第四，仅次于韩国、法国、英国。

2021年，“推进海水淡化和海洋能规模化利用”被写入《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》。2022年，国家发展改革委、国家能源局等部门联合印发《“十四五”可再生能源发展规划》，明确了稳妥推进海洋能示范化开发，提出稳步发展潮汐能发电，优先支持具有一定工作基础、站址优良的潮汐能电站建设，推动万千瓦级潮汐能示范电站建设；开展潮流能和波浪能示范，继续实施潮流能示范工程，积极推进兆瓦级潮流能发电机组应用，开展潮流能独立供电示范应用；探索开发海岛可再生能源，开展海岛可再生能源多能互补示范，探索海洋能在海岛多能互补电力系统的推广应用。2025年，自然资源部、国家发展改革委等六部门联合印发《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》，提出力争到2030年，海洋能装机规模达到40万千瓦，建成一批海岛多能互补电力系统和海洋能规模化示范工程，海洋能应用场景不断拓展丰富，形成系列高效、稳定、经济的海洋能技术装备产品，海洋能规模化产业化发展的法律、政策、标准体系和市场环境进一步健全完善，培育一批具有较强技术研发能力和全球竞争力的海洋能规模化开发利用企业。该《意见》科学分析了我国海洋能利用现状和发展前景，明确了海洋能在我国新型能源体系建设中的战略定位、总体要求和发展目标，围绕我国海洋能规模化利用现实需求，提出了核算资源潜力、科技创新引领、工程试点示范、产业发展环境、开放合作发展、政策措施保障等方面的具体任务和政策措施，为构建我国海洋能开发利用新格局指明了方向。

二、全球海洋能技术创新及应用动向

（一）潮汐能

潮汐能是海水周期性涨落运动所产生的能量，海水涨落的水位差表现为势能，潮流的速度表现为动能。潮汐能是目前全球发展最为成熟且已实现商业化应用的海洋能，就具体发电方式而言，潮汐能发电分为单库单向电站、单库双向电站和双库连续发电电站。近年来，潮汐能材料、设计、能量存储等技术取得了显著进展，应用场景也逐渐拓展。

新材料与新设计：英国Proteus Marine Renewables公司在日本奈留海峡投运的AR1100潮汐涡轮机是日本首个兆瓦级潮汐能发电装置，在该装置中，碳纤维复合材料被用于涡轮机叶片和核心组件制造。这些材料具有重量轻、强度高和耐腐蚀的特性，能够更好地适应海洋环境，能将叶片使用寿命延长至25年以上，维护周期比传统金属材料延长3倍。同时，涡轮机的设计也在不断优化，通过改进叶片形状、排列方式和机组结构，提高了能量捕获效率，减少了对海洋生物的影响。如苏格兰潮汐能技术公司Orbital Marine Power设计的新一代潮汐能装置O2-X TEC（潮汐能转换器）通过优化叶片设计与浮动平台结构，将单机发电功率提升至2.4兆瓦，可满足约2000户家庭年用电需求。该公司正推进O2-X TEC在北美及欧洲的试点项目，目标是将潮汐能纳入区域能源结构。该装置技术特性与海上风电场及港口的协同潜力，或为船舶岸电系统及绿氢制备提供稳定的清洁电力。

能量存储技术：随着对清洁能源需求的增长，能量存储技术的发展对潮汐能的利用起到了关键作用。例如，相变材料（PCM）的应用为潮汐能存储带来了新的解决方案。涨潮时，PCM通过相变储存电能，退潮时释放电能，有效保障了潮汐发电站的稳定供电，提升了潮汐能的利用效率，降低了发电成本。目前，各国科研团队还在不断探索和优化其他能量存储技术，以进一步提高潮汐能的可调度性和稳定性。

新型发电方式探索：潮汐能发电主要有潮汐坝发电和潮流发电等形式。潮汐坝发电是在河口或海湾建造拦潮坝形成水库，涨潮时海水流入水库，退潮时海水从水库流出推动水轮机发电。潮流发电则是利用潮汐流动的动能，通过水下涡轮机或类似装置发电，这种方式对环境影响较小，适合在潮汐流速较大的海域使用。除了两种传统发电形式，动态潮汐发电等新型技术也在研究之中。动态潮汐发电是在海岸线附近建造长堤坝，利用潮汐的相位差发电，虽仍处于研究阶段尚未大规模应用，但为潮汐能的开发提供了新的思路和方向。

潮汐能应用：全球范围内，潮汐能的应用主要集中在一些具有丰富潮汐资源的地区。法国是较早开发潮汐能的国家，1966年建成的朗斯潮汐电站，装机容量达240兆瓦，年均发电5.44亿千瓦时，商业运营长达40年，为法国提供了大量清洁能源。加拿大于1979年在芬地湾的安纳波利斯河河口建造潮汐电站，采用环形全贯流式机组，单机容量20兆瓦。此外，韩国也在积极发展潮汐能，建有多个潮汐电站。中国1980年建造的3.2兆瓦的江厦潮汐电站，是中国首座单库双向型潮汐电站，已实现商业化运行40余年，目前电站总装机已超4兆瓦，年发电量约700万千瓦时，除了提供大量电能，还实现了围垦、水产养殖、交通及旅游等综合利用。2022年2月，中国首台兆瓦级潮流能发电机组“奋进号”在浙江林东新能源潮流能项目二期平台成功下水，标志着我国潮流能发展正式进入“兆瓦时代”，同时意味着我国自主开发的潮流能技术已进入国际先进水平行列，尤其是在可靠性和可维护性方面与国际同类技术相比具有明显优势。

（二）波浪能

波浪能是海洋表面波浪所具有的动能和势能，其发电原理是将水的动能和势能转换为机械能，带动发电机发电。按照不同的能量转换形式，波浪能发电分为机械式发电、气动式发电和液压式发电。尽管波浪能发电技术已经取得一定进展，但从全球范围看，波浪能的商业化应用仍处于起步阶段。

转换效率提升：通过优化装置结构、改进材料和控制技术等，波浪能转换效率不断提高。如英国剑桥大学研究的“增强波”技术，利用深水波与表面波相互作用，可将表面波高度提高30%以上，为提高能量捕获效率提供了理论支持。同时，多种类型的波浪能发电装置在性能和可靠性方面都有所提升，振荡水柱式、摆式等装置因较高转换效率和较低建设成本受到青睐。

设备智能化与模块化：智能化技术使波浪能发电装置能实时监测波浪数据并调整发电策略，更好适应海洋环境变化，提高发电效率和稳定性。模块化设计让波浪能发电系统更灵活，可根据需求调整规模，并根据投放海域选择释放装置自由度以达到最优输出功率，有助于降低成本并提高适应性。

多能互补与融合发展：波浪能与风能、太阳能等可再生能源互补性强，耦合集成形成的多能互补发电系统，可提高能源利用效率和供电可靠性。如法国TechnipFMC公司与澳大利亚Bombora公司合作开发的InSPIRE浮式风浪联合发电装备，以及丹麦Floating Power Plant公司与TechnipFMC合作研发的FPP Power-2-X浮式风浪制氢解决方案。2023年，广东大唐国际潮州发电有限责任公司发布“漂浮式海上风浪融合发电关键技术研究招标公告”，拟开展兆瓦级高效高可靠漂浮式风机+波浪能一体化发电平台关键技术研究，一体化发电平台总功率超10兆瓦。

波浪能应用：英国、葡萄牙、美国等国家在波浪能发电领域处于领先地位，有多个商业化项目运行，如苏格兰的Powership WaveHub和葡萄牙的WaveHub项目。中国在波浪能应用方面也取得显著成果，2023年11月，自主研发的全球首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲”号正式并网发电，总装机功率1兆瓦，单日最大发电量超1万千瓦时，能量转换效率达28%。与其他国家漂浮式波浪能装置相比，“南鲲”号装机容量、发电功率、抗极端海况能力等指标均处于全球领先水平。此外，波浪能发电装备还可应用于为远海岛礁输送电力，以及为深海养殖、海洋观测、海底数据中心等海上活动原位供电。例如，美国Ocean Power Technologies公司在北海为英国Premier石油公司部署了第三代波浪能转换器PB3 PowerBuoy，为北海中部Huntington油田提供通信与远程监控服务；美国C-power公司完成自主海上能源保障系统（AOPS）的初步试验，利用波浪能发电装置为水下航行器等无人设备提供电力和远程数据通信服务。

（三）温差能

温差能是海洋表层温海水与深层冷海水之间的温差所储存的热能。温差能发电的基本原理是利用海洋表面的温海水加热某些低沸点工质使之汽化，或通过降压使海水汽化以驱动汽轮机发电；同时利用从海底提取的冷海水将发电做功后的乏气冷凝，使之重新变为液体，构成一个循环。以美国、日本为代表的发达国家最先把海洋温差能发电研究列入基础研究范围，目前，温差能研究开发朝着大功率（兆瓦级）、综合利用方向迈进。

热动力循环方式：温差能发电效率取决于系统的循环方式。按工质和流程的不同分为开式循环、闭式循环、混合式循环，其中闭式循环最为成熟，基本达到商业化水平。在闭式循环系统的基础上，发展了朗肯循环、Kalina循环、上原循环及相应的改进方案，循环热效率提高到了5%左右。中国研究机构在Kalina循环的基础上，发展了国海循环、中国海洋大学新循环，循环热效率为4.17%，但仍处于实验验证阶段。

高效工质选用技术：海洋温差能发电的温差一般保持在20摄氏度左右，需寻找适合这种小温差工况的工质以有效提高循环的热效率。国际已建成的温差能示范电站，使用过的工质有氟利昂（R22）、氨（R717）、二氟甲烷（R32）等，其中R717被视为相对理想的工质类型。中国相关机构虽然提出五氟乙烷（R125）/异丁烷（R600A）（1:1）混合工质、液化石油气（LPG）替代工质等方案，但已建成或设计中的温差能样机基本采用R717。新型高效工质研究难度较大，中国多为实验研究，缺乏实际应用的平台和经验。

海洋工程技术：温差能发电装置有岸基型和海上平台型两类。岸基型把发电装置设在岸上，抽水泵延伸到深海。海上平台型分为半潜式、全潜式和船式。其中，半潜式平台在油气工业已有标准的建造程序，船式装置采用浮式生产储存卸货装置（FPSO）生产技术来建造。相比另外两种类型，全潜式平台的生产商较少。全潜式平台与冷水管的连接简单易行，但是需要在水下安装，所以平台安装困难，造价较高，维护也相对困难。

温差能应用：在发电领域，多个国家已建成不同功率的海洋温差能发电站。美国早在1979年就在夏威夷建成Mini-OTEC发电装置，首次从海洋温差能获得实用电力。日本在海洋热能发电系统和换热器技术方面领先，建造了多座海洋温差试验电站。印度也在积极开发，1999年在其东南部海域使1兆瓦海洋温差发电实验装置运转成功。中国在该领域也取得突破，2023年，广州海洋地质调查局牵头研发的20千瓦海洋漂浮式温差能发电装置在南海成功完成海试，同年中海油研究总院有限责任公司牵头研发设计的50千瓦海洋温差能发电系统于湛江一次投料成功发电。在综合利用领域，利用冷海水进行空调、制冷及海水养殖等附属产业也得到了发展。比如太平洋高技术国际研究中心（Pichtr）在热带岛屿开发相关附属产业，展现出良好市场前景。此外，海洋温差能利用除发电以外，还有其他经济价值。如从深海抽取的冷海水温度低、无菌且富有养分，可用于产制淡水、冷冻、空调、养殖、制药等。

（四）盐差能

盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源，主要存在于河海交接处。常见的盐差能发电的能源转换方式主要有渗透压能法、蒸汽压能法、渗析电池法三种。尽管技术上有一定突破，但总体而言，全球盐差能技术仍处于实验室试验阶段或小规模试验阶段，离大规模示范应用还有较长距离。

转换技术创新：反向电渗析技术是当前盐差能发展的前沿转换技术，其核心组件是高性能离子选择性膜材料。传统离子选择性膜存在离子传输阻力大、能量转换效率低下等问题。中国科学技术大学研究团队研发出磺化的超微孔聚氧杂蒽基（SPX）离子膜，利用膜内亚纳米的亲水微孔实现了极高的离子选择性，在模拟海水和河水混合情形下，能量转换效率保持在38.5%以上，利用热梯度和浓度梯度协同作用，效率进一步提高到48.7%，接近理论提取上限50%。黑龙江大学研究团队成功设计并制备了基于能带结构匹配的二维半导体纳米片纳流体器件，在光照条件下，盐差转换输出功率密度达到890瓦/平方米。

新型材料研发：在中国，青岛科技大学将聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）纳米纤维薄膜用于盐差能量捕获，该薄膜具有极好的力学性能和表面电负性，赋予薄膜长期稳定的发电性能。此外，其团队还将带负电PBO纳米纤维与带负电MXene纳米片复合，以及将提取的带负电海带纳米纤维与MXene纳米片复合，制备出高性能纳米复合材料，获得了具有较高离子选择性的渗透能转化器件。

盐差能应用：挪威国家电力公司（Statkraft）从1997年开始研究盐差能利用装置，2003年建成世界上第一个专门研究盐差能的实验室，2009年在挪威托夫特建成第一个盐差能电站，但由于发电规模太小，最终电站因成本过高而难以维持。荷兰REDStack公司和日本富士胶片公司合作在荷兰Afsluitdijk拦海大坝开工建设50千瓦基于反向电渗析原理的盐差能示范电站，即采用阴离子渗透膜和阳离子渗透膜交替放置，中间间隔处交替充以淡水和盐水的方式，膜界面由于浓度差产生电位差从而进行发电，这是世界上首个自2014年开始至今还在持续运行的盐差能发电设施。传统上盐差能发电主要关注海水—河水体系，现在其概念已被拓展到无浓差盐溶液、甚至工业废水体系。SPX膜的研发为从工业废水中提取能量提供了可能，未来或许可实现对工业废水的能源化利用，不仅能减少环境污染，还能实现资源的回收利用。

三、启示

（一）完善政策法规，保障海洋能中长期目标实现

欧盟发布的《近海可再生能源战略》强调了海洋能在促进脱碳目标实现方面的作用，美国的《能源政策法》（2005）、《能源独立和安全法》（2007）等法案也为海洋能发展提供了长期稳定的政策保障。我国需将海洋能纳入能源发展总体布局，推动将海洋能规模化利用纳入《可再生能源法》修订和“十五五”可再生能源发展规划，同时需细化《关于推动海洋能规模化利用的指导意见》中相关政策条款，制定具有连贯性和可操作性的海洋能发展策略。除国家层面外，还应在地方层面制定详细的海洋能发展规划，统筹考虑资源分布、产业.基础、环境承载力等因素，合理布局海洋能项目，分类、有序开发。此外，还需制定出台海洋能发电并网定价机制、投资政策、上网电价补贴与税收优惠政策等，简化审批程序，引导和激励海洋能产业发展。

（二）强化创新引领，持续深化关键环节技术攻关

创新是推动海洋能资源开发的源动力，国际上在潮汐能、波浪能、温差能等领域不断取得新成绩，关键就是依赖技术创新。我国宜加大海洋能研发投入，补齐基础短板，不断在强化应用能力和实现自主可控方面实现突破。一是攻克关键核心技术。加强海洋能规模化利用关键技术研发，支持兆瓦级潮流能、波浪能发电以及大功率温差能综合利用等关键核心装备技术攻关，加快中试验证和技术迭代升级，提升技术经济性。二是搭建创新研发平台。强化产学研用协同创新，支持建设海洋能科技创新平台基地，依托国家海洋综合试验场，提升产业公共服务能力。加快装备检验检测及认证平台建设，支撑技术装备研发与应用。三是大力培养专业技术人才。加强海洋能相关学科建设，在高校和职业院校设置海洋能专业课程，培养涵盖技术研发、工程设计、项目管理等方面的专业人才，同时制定优惠政策，吸引海外优秀的海洋能专家、学者和技术人才来我国工作和创业，引进国外先进技术和管理经验，提升我国海洋能发展整体水平。

（三）加大资金投入，建立海洋能项目投融资机制

海洋能项目资金需求较大、产业链条较长，其研发及应用需要持久、稳定的资金投入。美国能源部等机构积极投资支持海洋能关键技术创新，为相关项目提供资金支持；欧盟通过绿色关税、产品绿色认证、贷款和上网电价补贴等政策，支持清洁能源产业发展。我国海洋能产业整体尚处发展初期，可以财政资金投入为牵引，发挥国家海洋能专项资金在推进技术创新、提升公共服务能力、加强示范应用等方面的带动作用，逐渐激发市场投资活力，引导社会资本与能源央国企投资重点产业链和创新链项目。同时，可借鉴国际经验，创新金融产品和服务，比如开展海洋能项目的绿色信贷、绿色债券业务，探索潮汐能项目的资产证券化等。

（四）加强海洋管理，积极拓展海洋经济国际合作

从国际经验看，有效的跨部门协同是海洋管理体制的重要特征。我国应加强涉海部门之间的协调与合作，建立统一高效的海洋管理体制，统筹海洋能开发和海洋生态保护、渔业养殖、航运交通等其他海洋活动，实现海洋资源的综合利用和可持续发展。与此同时，国际社会通过建立海洋小组、“全球海洋联盟”等平台，加强海洋经济合作。我国应积极参与国际海洋能合作组织和项目，与其他国家共同制定海洋能开发的国际规则和标准，推进装备技术、测试检验等标准规则的国际互认，推动构建海洋命运共同体，在全球海洋能发展中发挥更大作用。

参考文献：

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[2]IRENA.Scaling up investments in ocean energy technologies[R].2023.

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