海上丝绸之路|“蓝能”点亮海上丝绸之路( 二 )
“海洋可再生能源的开发利用亟须建立一套兼顾资源特征、环境风险、成本效益,具备动态自适应能力,满足多样化开发需求,并充分展现资源等级区域性差异的等级区划方案 。”郑崇伟强调 。
保障运行安全
涌浪具有巨大能量,一方面使海洋平台和船舶面临发生中垂中拱等严重威胁,另一方面有利于开展涌浪发电 。“掌握涌浪传播特征对防范其威胁和利用其发电有重要意义,目前研究可展现涌浪大致传播方向,但不能准确展现其传播路径、速度、衰减率 。“郑崇伟说 。
他指出,虽然目前的气象和海洋预报产品非常丰富,但关于海洋能的动态预报产品并不多见,严重影响海洋能资源采集效率 。因此,亟须建立一套能够展现涌浪传播路径、速度、源头、衰减率的涌浪监测预警模型 。
“涌浪监测预警模型可以告诉工程人员涌浪的来源、路径,传播至所关注的海域还需多少时间及剩余能量,从而防范涌浪造成的巨大威胁,为海洋能装置、海洋平台、远洋航海等提供安全保障 。”郑崇伟说 。
他认为还应构建一套精准的海洋可再生能源预报模型 。“人们通过天气预报可以安排未来几天的计划,海洋可再生能源也应该通过短期资源预报,提升资源的采集和转换效率,保障未来的并网、电力调度等 。”
建设海洋能源大数据
国际能源署海洋能源系统发布的《2020年科学状况报告:世界海洋可再生能源发展的环境影响》称,作为一个新兴产业,海洋可再生能源还没有全面的商业部署,缺乏基线数据和发电装置安装后的数据 。数据不足将持续扰乱人们对真实风险和感知风险的认知能力 。
在郑崇伟看来,我国与部分国家在海洋数据方面仍存在一定差距,如何从体量大、信息密度低的原始数据中提取有用信息,并形成数据集,是高效开展海洋建设的关键 。
为了突破这一瓶颈,他从读博士期间就在中国科学院院士李崇银的指导下开展相关研究,并以海洋新能源开发、远洋航海、防波堤设计等实际需求为牵引,对庞大的原始数据展开分析 。
经过十余年的攻关,郑崇伟团队终于创建出一套“海上丝绸之路”可再生能源评估和大数据建设关键技术体系 。“其他国家提供的主要是体量大、信息密度低的原始数据,我们提供的是成品数据,能显著缩短建设周期 。”郑崇伟表示,该体系突破了海洋能源开发面临的智能选址、长期规划、涌浪威胁防范等瓶颈,为“海上丝路”电力优化布局、环境安全保障提供了科学依据和数据支持 。
中国海洋大学教授王晶在引用相关成果时评价,郑崇伟团队采用数值模拟方法,利用高分辨率海浪数据,系统全面分析了中国海域波浪能资源特征,在中国海域波浪能开发中扮演着重要角色,填补了这一领域的认知,为波浪能资源评估提供了重要参考 。
郑崇伟认为,海洋能源的选址研究必须与具体工程建设、海洋能源大数据建设相结合,要将海洋能源选址方案应用于海浪发电、海上风电的示范工程建设,推动与“海上丝绸之路”沿线国家(地区)的成果共享 。
【海上丝绸之路|“蓝能”点亮海上丝绸之路】“海洋能源大数据建设是支撑海浪发电、海上风电等高质量建设的关键所在,但提及海洋大数据,科研人员的第一反应往往是ECMWF等机构,我国的海洋数据亟待完善并提高认可度 。” 在郑崇伟看来,海上丝绸之路建设面临的一系列瓶颈,归根结底是学科建设和人才培养问题,应与沿线国家(地区)共建海洋可再生能源与环境前沿交叉学科,开设海上丝绸之路相关课程,拓宽相关领域学术交流研讨,推动“海洋命运共同体”理念深入民心 。(田瑞颖)
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