潮汐能真的能提供稳定、全天候的电力吗?
是的,但前提是配备储能系统。2021年一项针对英国潮汐能资源的研究模拟了2050年的两种情景,发现全国潮汐电站网络在搭配储能的情况下,能够全年持续稳定输出电力——即电网运营商所称的基础负荷发电[1]。这是证明潮汐能足以替代化石燃料基础负荷电厂的最有力证据。
同一研究表明,仅靠潮汐能(不依赖储能)的波动性虽低于风能或太阳能,但仍存在起伏。在潮差最大的大潮期间,潮汐电站网络虽能持续发电,但输出功率仍会随潮汐涨落而变化[1]。因此关键结论在于:潮汐能的可预测性——其周期可提前数十年预知——使其特别适合与储能技术结合,从而提供稳定的基荷电力。
不配备储能会怎样?潮汐能是否依然可靠?
若无储能系统支持,潮汐能自身的稳定性不足以作为基础负荷电力。2020年另一项针对欧洲西北部最佳潮汐能场址(包括彭特兰湾和奥尔德尼海峡)的研究发现,潮汐流在潮汐周期内变化显著,涨潮与退潮之间存在不对称性[3]。这意味着发电量每约6小时便会起伏波动,形成需由储能填补的间歇缺口。
然而,潮汐能仍比风能或太阳能更可靠,因为其变化完全可预测。2021年一项关于整合太阳能、风能与潮汐能的配电网可靠性分析发现,将三种能源结合——尤其是在拥有漫长海岸线的国家——能最大化可靠性并降低用户停电成本[2]。该研究表明,太阳能-风能-潮汐能混合方案是提升电网可靠性的有效途径,但并未声称仅靠潮汐能即可承担基荷[2]。
那么,电网运营商能否依赖潮汐能作为基荷电源?
证据表明,答案是肯定的——但前提是必须规划储能。2021年英国研究明确指出:“潮汐能与储能相结合,可提供全年持续稳定的电力输出,即基荷发电”[1]。若无储能,潮汐能则更适合被视为一种可预测、中等波动的能源,能够与风能和太阳能互补,降低整体电网的波动性[1][2]。
对于潮汐资源丰富的国家(如英国、法国或加拿大),潮汐能具有独特优势:其周期可提前数十年预知,这与依赖天气的可再生能源不同。这种可预测性使得储能系统的规模配置和备用电源的调度更加便捷。2021年的可靠性研究指出,太阳能、风能与潮汐能的组合既能实现可持续能源目标,又能提升电网可靠性,并减少因电力中断造成的经济损失[2]。
本文引用的文献
英国联合潮汐能资源在中期的波动性对实现净零碳电网的影响
英国潮汐电站与储能设施组成的全国性网络,可在2050年情景下实现全年持续稳定的基荷电力输出[1]。
主动配电网集成太阳能、风能与潮汐能源的可靠性分析
在配电网中结合太阳能、风能和潮汐能可最大化供电可靠性并降低用户停电成本,但仅靠潮汐能不足以支撑基础负荷[2]。
西北欧潮流能的时空变化特征。
欧洲主要潮汐点的潮流在潮汐周期内变化显著,存在涨落潮不对称性,这意味着若无储能设施,发电量将无法保持恒定[3]。
