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在海洋国防安全背景下的国家能源安全分析——以潮流能为例

在海洋国防安全背景下的国家能源安全分析——以潮流能为例
2025-05-30 09:28:22 来源:今报在线

当前,全球能源格局深度调整,资源获取博弈加剧,能源问题与国家安全的联系愈发紧密。与此同时,海洋国防安全压力上升,远海岛屿和海上设施对能源的独立性、可靠性提出更高要求。在此背景下,潮流能作为一种高密度、高稳定性、强可预测性的海洋可再生能源,正在成为支撑国家能源安全新格局、推动海防能源自主保障体系建设的重要突破口。

潮流能的战略资源价值:远海能源独立的现实解法

潮流能来源于天体引潮力诱发的周期性海水运动,具有能量密度高、变化规律稳定、几乎不受天气影响等物理特性。其单位流体所蕴含的动能是风能的约四倍,太阳能的数百倍,特别适用于海峡、近岸狭管地形及深远海水道等典型流速集中区域。在能源保障困难、补给路径不畅的孤立系统中,潮流能为“就地开发、原位消纳”的海洋能源提供了技术与物理双重可行性。

据《中国海洋能源发展报告2023》披露,我国近海潮流能理论可开发量达833万千瓦,而远海区域则具备更高的开发潜力,潮流能与波浪能总资源可超过2700万千瓦。若能实现高效开发与并网利用,年均可替代千万吨级标准煤消耗,减少碳排放逾2500万吨,既具生态意义,更具安全与战略价值。尤其是在交通不便、地理孤立的远海岛屿,潮流能具备替代传统化石燃料发电的现实能力,消除了对外部燃料运输的高依赖性,显著提高能源自给水平。

南海战略支点的供能挑战与潮流能的应用契机

以西沙群岛为代表的南海远海岛屿,长期面临电力供需矛盾突出的问题。常规方式主要依赖柴油机发电,燃料依赖海上补给,受天气、运输风险及突发事件影响大,运行维护成本高,设备寿命短,能源安全缺乏韧性保障。在海洋军事部署、远洋通信、雷达导航、气象监测等关键应用场景中,这种供能方式无法有效支撑连续、可靠、高质量电力需求。

潮流能的可预见性和出力稳定性,使其具备在岛屿构建“清洁主源+微网消纳”能源系统的优势。高效潮流发电机组、水下定向推进器与岸基变换控制设备可构成封闭循环的能源系统,配合先进储能手段和智能微网调度平台,实现能源的本地闭环控制,支持海岛设施24小时运行。实证研究显示,通过耦合潮流流速、水深、潮汐周期、洋流强度等多维数据,可建立功率输出预测模型,指导精准负荷匹配与系统运行调度,具备广阔工程推广前景。

技术体系与并网适配:从可发电到可用电的工程支撑

潮流能要从资源优势转化为工程效益,关键在于发电设备与电网体系之间的柔性适配。目前,国内在潮流能并网技术方面已取得阶段性成果:通过AC/DC或多端复合型变流器,可实现发电端与岛屿微电网之间的动态协调;同时辅以储能单元与滤波装置,保证频率、电压、功率波动在安全范围内运行。此外,抗腐蚀合金材料、水下免维护支架结构、高耐久密封技术的发展,也使潮流能发电装备在高盐高湿、高压变流环境下具备更长生命周期与更低运维成本。

值得注意的是,潮流能具备良好的技术耦合性,易于与其他能源形成多能互补系统,特别适合部署在远海岛屿、海上雷达平台及舰载系统中。潮流能可作为主能源形式,风电、光伏作为辅助能源,飞轮储能或超级电容提供短时平滑调节,从而构建“主从式、多源协同”能源网络架构,为极端气候条件下的高负荷作战或通信保障提供系统支撑。

海洋国防视角下的国家能源安全布局思考

潮流能的战略意义远不仅局限于电力供应层面,其在海洋国防体系中的作用正逐步上升为能源安全布局中的核心环节。在当前国际海洋权益竞争加剧的大环境下,确保远海岛屿能源自主权,不仅是支撑设施运维的基础,更是保障国家主权控制力与战略纵深部署能力的根本。

从能源独立角度看,潮流能技术具备将“资源地”转化为“发电地”的能力,为海防体系提供连续、清洁、低可见度的供能手段,有效避免传统发电模式对外部补给依赖所带来的战略被动;从反侦察角度看,潮流能设备多部署于水下结构,具备天然隐蔽性与抗毁性,不易被敌对侦察系统识别与干扰,是“低可探+高自持”的理想能源模式。

国家应进一步将潮流能纳入海洋国防与能源安全的顶层战略布局,在政策支持、技术研发、示范建设、标准制定等方面形成系统推进机制,推动潮流能在南海、东海等重点海区的示范应用与规模化部署。同时,应鼓励科研单位、能源企业与军工体系联合攻关,开发适配于岛礁、平台、舰载等特殊场景的潮流能变流器、水轮机组与控制系统,构建高度本地化、自主可控的海洋能源生态链。

结语:

潮流能是自然馈赠的深海能源瑰宝,也是构建国家能源安全、推动海洋强国战略落实的重要支撑力量。在技术不断成熟、政策日趋清晰、需求逐步明朗的背景下,潮流能将在未来的能源安全体系中发挥越来越关键的作用。站在国家安全与能源转型的双重战略交汇点上,以潮流能为代表的海洋能源开发,正为中国打开通往深蓝世界的新路径。

(撰稿人:武汉大学电气与自动化学院 杨源朝 粟乐杰 孙建军)

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