深入开展虎式潮流工程

以风能和太阳能为代表的可再生能源在英国能源结构中所占的份额越来越大，去年第三季度达到40%。然而，到目前为止，潮汐能还没有进入市场。

在未来的三年里，英法潮汐流工业能源项目(TIGER)的目标是证明潮汐流能源是一种成熟的技术，它有一个收入支持机制，允许大量部署，可以将其成本降低到与核能竞争的水平。

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去年秋天，这个耗资4680万欧元(3890万英镑)的项目获得了来自英国国家旅游局的2800万欧元(2330万英镑)资助欧洲Interreg法国(英吉利海峡)英国计划在英国南部海岸和法国北部的一些地点安装高达8MW的发电能力。这个奖项使它成为Interreg有史以来最大的项目。

该项目寻求获得安装、运行和维护潮汐能的经验，展示与英法供应链的合作，并传播成果，以帮助加速潮汐能的商业化。

潮汐流能源利用类似水下风力涡轮机的结构从潮汐流中发电，而不是潮汐范围能源项目，如法国的La Rance和拟议的[废弃的]斯旺西潮汐泻湖，它们使用水坝或拦河坝蓄水，然后通过涡轮机控制其释放。

TIGER财团是由离岸可再生能源弹射公司(Offshore Renewable Energy Catapult)组建的，该公司在康沃尔郡的Hayle有一个区域办公室。ORE Catapult部门波浪和潮汐能的领导者Simon Cheeseman解释说，2018年政府补贴的取消让潮汐能的部署陷入了僵局。他说:“英国处于波浪和潮汐技术发展的前沿，但在英国没有收入支持机制，使开发商能够提供价格有竞争力的电力。”“潮汐发电必须在差价拍卖合同中竞争，但它没有竞争力，因为它没有规模。”

英国可再生能源公司一直在游说恢复某种税收补贴。2018年，ORE Catapult发布了一份报告，《潮汐流和波浪能源的成本降低和工业效益》，其中阐述了潮汐能如何满足政府清洁增长战略中新形式的可再生能源可行性的三项测试。其中包括，它应该有一个清晰的降低成本的途径;英国可以在全球市场上开发出世界领先的技术;这将减少二氧化碳的排放。

该报告认为，通过“边做边学”——获得真正的安装和操作经验——可以降低成本;从规模经济;标准化的组件;与供应链合作降低成本;创新提高了业绩。这将增强人们对降低资金和保险成本的技术的信心。

在实践中学习是很重要的。由于潮汐发电设备必须在洋流较强的海域安装、运行和维护，“成本、风险和困难成倍增加，”奇斯曼说。虽然测试平台可以在陆地上安装，但最终系统需要在水中进行测试。

该报告还指出，对渔业等传统产业的投资将为沿海社区带来经济增长，这些地区的渔业等传统产业已经衰落。

他说:“在报告中，我们能够展示一个明确的成本降低途径，一旦我们达到1GW的部署，将使潮流能源达到90英镑/兆瓦时，这将与核能竞争。”

与核能竞争可能意义重大。潮汐能在可再生能源中具有独特的可预测性。潮汐和水流是提前公布的。“作为一名开发者，如果你在英吉利海峡放置一个涡轮机，你可以非常精确地计算出你将从中得到什么，”芝士曼说。

降低成本的途径已经得到了广泛认可，TIGER被开发出来作为一种方法来证明这一点。在法国，该行业面临着类似的困难，存在协同增效的空间。在英国，从诺福克到英格兰南部和东部海岸的地方议会和当地企业合作伙伴都有兴趣投资这项技术。ORE Catapult参与组建了一个财团，并继续担任项目经理。

英国方面以海洋能源委员会为中心，该委员会汇集了所有领先的潮汐和波浪发电开发商，作为TIGER的一部分，希望创建一个与法国同等的机构。

该项目的总体目标是提供证据，证明潮汐流能源可以沿着成本降低曲线迈出第一步;开发英国/法国的供应链，并与之合作，确定需要降低成本的关键领域。包括叶片的设计和制造;音调控制系统;海底电缆和连接器;安装方法;提高了整个系统的可靠性。

Interreg公司希望在不同的地点安装不同类型的涡轮机，包括潮汐通道和海岬。因此，该项目将展示浮动设备以及固定在海床上的大大小小的涡轮机，以及更新颖的设备，如瑞典Minesto公司开发的类似于小型飞机或滑翔机的螺旋桨/涡轮机。这架滑翔机被系在海床上，以8字形行进，推动涡轮机以比水下水流更快的相对速度在水中前进。这使得它可以在低潮汐流中运行，而水平轴涡轮机将是低效的。

由于Interreg计划将于2023年3月结束，所选择的地点必须已经投入使用，或接近获得同意。

在英国，威尔士彭布罗克郡附近的拉姆齐湾正在恢复活力。它是潮汐能源有限公司的站点，是一个成熟的发电站点，直到它的三角洲流涡轮机出现问题，该公司进入管理。作为项目的一部分，TIGER将拆除涡轮机并检查其故障原因。

该基地将由Cambrian Offshore South West公司运营;一台可能高达1兆瓦的新涡轮机将被安装，但尚未决定其类型。

同样在英国，索伦特海峡地区的潜在选址也在研究之中。

在法国，Paimpol-Bréhat是法国电力公司(EDF Hydro)拥有的一个公海试验场，去年Hydroquest公司在那里安装并测试了一台涡轮机。该工厂将进行升级，以接受更广泛的涡轮机技术。作为TIGER项目的一部分，预计将安装一架100千瓦的Minesto滑翔机。

在布列塔尼Morbihan的一个新地点，法国涡轮机开发商Sabella将与Morbihan Energie合作，安装并运行两台250千瓦的涡轮机。Sabella定期在法国的Ushant岛上安装用于测试的涡轮机。

在海峡群岛北部的拉兹布兰查德，Hydroquest公司的目标是完成一个10MW试点涡轮农场的建设。总部位于爱丁堡的SIMEC Atlantis Energy和地区开发机构AD Normandie成立的合资公司Normandie Hydrolliene也将致力于完成其1.5MW水平轴三叶片涡轮机的建设，作为5 - 20兆瓦商业潮汐项目的第一阶段。亚特兰蒂斯号在奥克尼的MeyGen项目于2018年投入使用。Hydroquest将安装一个垂直叶片涡轮，可以比较安装、维护、发电和运行成本。

英国轨道海洋动力公司，一直在测试它的涡轮机奥克尼的欧洲海洋能源中心，将研究在不同的TIGER站点部署该系统的设计和经济性。

一般来说，涡轮机的安装不需要主要的施工操作。海底安装式安装在钢重力结构或简单的桩基础上，传动系统和发电设备预先组装并包含在一个小舱中。出口电缆将电力输送到海岸，因此需要在海滩下进行水平钻井以获取电缆。

由于涡轮机必须安装在电流强的地方，所以大多数工作必须在只有30-40分钟的淡潮时完成，这给安装带来了挑战。海上作业将通过远程操作的水下设备来完成，以避免使用潜水员，但它们只能在低潮汐速度下工作。进一步开发能够在高流量的浅水水域运行的安装和支持船是与供应链一起研究的另一个领域。

该联盟的众多学术合作伙伴将评估项目产生的数据，并衡量装置的性能。ORE Catapult将通过一系列的研讨会、会议和报告来传播研究结果。

除了向英国市场展示该技术的成熟，TIGER项目还希望打开出口市场，特别是为目前依赖柴油发电的离网岛屿社区。

潮汐能过去曾有过虚假的开端，但Cheeseman相信这个项目会成功，尤其是因为它具有广泛的基础，包括一些领先的开发商，与知识渊博的供应链和来自两国大学的海洋能源专家学者合作。

他表示:“我们的成本降低曲线已被广泛接受。”“我们有技术。这都是经过独立测试的，所以我们知道它是有效的。这是为了收集确凿的证据来支持成本策略，并将其付诸实践。”