欧洲海洋能技术与创新平台（ETIP OCEAN）日前发布《海洋能战略研究与创新议程》，明确了2021-2025年将实施的关键研究创新优先事项及相应预算（共计10.06亿欧元），旨在推进海洋能技术发展并大幅降低成本，以到2050年实现气候中性欧洲。本次公布的议程重点关注6个领域：海洋能设备设计与验证；基座、连接与系泊装置；海上物流及运行；能源系统集成；数据收集、分析和建模工具；交叉研究领域，共确定了17个优先研发主题及相应的具体行动。主要内容如下。
一、海洋能设备设计与验证
1.进行海洋能设备示范以增加实际海况运行经验。该主题将投入1500万欧元，对海岸线、海上固定式及海上浮动式波浪能转换器和潮流能转换器进行示范实验，预计将部署10个大型项目和10个中型项目，使技术从技术成熟度（TRL）5级提升至7级以上。具体行动包括：在欧洲的陆上和海上设施进行测试；示范设备的可扩展性；优化动力输出装置关键部件；全尺寸设备的真实海上长期部署；确定性能、可靠性、可用性、可维护性和生存性的关键性能指标；促进知识转让和跨部门合作；进行标准预研究，提供指南和技术规格以协助认证过程。
2.海洋能试点电站示范。该主题将投入3500万欧元，对波浪能和潮流能发电进行长期试点示范，预计将部署7个试点项目，使技术从TRL 7级提升至8-9级。具体行动包括：在小型试点示范全尺寸波浪能和潮流能装置；示范设备间的交互；优化共用的电气部件，如电力电缆、变电站等；示范其他潜在共用设备，如基座和系泊线缆；优化安装程序和方法，如船舶、遥控车辆和设备；示范改进的制造和装配技术；优化运行和维护技术，包括数据分析和其他数字技术；确定波浪能/潮流能阵列的性能、可靠性、可用性、可维护性和生存性关键性能指标；促进知识转让和跨部门合作；通过监测活动更好地了解环境影响；社会经济影响评估；发电质量与能源系统集成研究；集成储能技术或与其他用途结合，如制氢、海水淡化或其他海上可再生能源；标准预研究，提供指南和技术规格以协助发电阵列的认证过程。
3.动力输出装置及控制系统的改进和示范。该主题将投入6000万欧元，改进并示范动力输出装置和控制系统，以提高转换器效率和可靠性，避免在极端事件时造成损坏。预计将部署10个中等规模的高TRL试点项目和5个小规模中等TRL试点项目，使部分技术从TRL3级提升至6级，部分从TRL 4-5级提升至7-8级。具体行动包括：示范动力输出装置和控制系统的可靠性、稳健性和性能；通过关键部件的标准化、模块化和可扩展化，优化和简化动力输出装置；验证“波浪到电网”模型[1]，以促进海洋能装置的优化；改进控制策略以减少输入随机性的影响（例如，减少极端负荷，增加产量）；对关键部件的载荷和强度进行不确定性评估，以确定寿命、安全系数和可靠性；示范符合电网要求的电力供应，包括短期储能解决方案，以确保平稳输出电力；增进对扩大动力输出部件规模的限制因素的认识；增强技术开发人员和关键供应商之间的合作，以开发系统之间的互操作性（例如监督控制和数据采集系统要求的标准化和统一）；标准预研究，提供指南和技术规格以协助认证过程。
4.其他部门创新材料的应用。该主题将投入2500万欧元，验证其他海洋应用中的耐腐蚀和重载荷的材料及涂层在海洋能设备中的可用性。预计将部署少量中等规模和5个小规模试点项目，使技术从TRL5级提升至7级。具体行动包括：将创新材料、防污涂料和制造工艺用于多种海洋能装置和过程；创新材料性能的表征和实验测试；示范材料在海水中的长期耐久性（理想情况下直至设备退役）；进行运行环境的示范以了解材料/涂层的生存能力并降低风险。
5.开发新型波能装置。该主题将投入4500万欧元，开发新波浪能概念，大幅改进关键设备（如能量捕获和转换装置）的性能。预计将部署5个中等规模和10个小规模试点项目，使技术从TRL 3级提升至6级。具体行动包括：新波浪能概念和子系统的数值模拟和仿真，与当前技术相比应表现出跳跃式变化；针对全球环境在实验室（原型）对新概念进行实验验证；相关环境中的技术示范；通过规模试验验证阶段进展。
6.改进潮流能装置的叶片和转子。该主题将投入5500万欧元，改进潮流能装置的叶片和转子以提高效率和可靠性。预计将部署少量大规模和5个中等规模试点项目，使技术从TRL 4级提升至6级以上。具体行动包括：通过结构试验验证叶片材料在预期寿命内的性能；更好地模拟湍流对叶片的影响；新材料的特性表征；改进叶片制造工艺；开发长效涂层或防污材料以降低运行和维护成本；技术开发人员与关键供应商合作开发叶片和转子的控制技术；真实海况下叶片和控制系统的示范。
7.开发其他海洋能技术。该主题将投入2000万欧元，海洋温差发电、海水空调、盐差能、潮差能等技术。预计将部署少量中等规模试点项目，使技术从中低级TRL提升至6级以上。具体行动包括：设计海洋温差能发电进水管和出水管，包括流体力学、海水适应性和材料设计，使用喷射器以提高涡轮机的压力比；海洋温差能发电替代工质开发，专用涡轮设计，改进换热器的热工水力设计，换热器材料开发；海洋温差能发电的环境友好型布局、生物污染问题和极端事件；开发用于盐差发电的可大规模生产的低成本膜；开发潮差能发电海岸泻湖低成本新设计；上述发电技术的环境监测、替代能源使用示范（制氢、海水淡化、制冷/供热）。二、基座、连接与系泊装置
1.浮动式海洋能源装置的先进系泊和连接系统。该主题将投入5000万欧元，开发、优化和测试浮动式海洋能系泊和连接解决方案。预计将部署10个中等规模试点项目，使技术从TRL 3-4级提升至6级。具体行动包括：用于浮动式波浪能和潮流能的电力传输系统的系泊和连接设计；通过应用其他行业的创新或开发适合海洋能源的新应用，降低布线成本；开发或应用系泊系统及其安装的先进模拟技术以减少设计中的不确定性和余量；推进组合式系泊和电气连接器或液压动力传输，以减少组件成本和连接数量；开发不需要大型船只和潜水队的新型系统，可安全快速地连接/断开；减少站点维护系统的维护要求；减少站点维护对发电设备性能要求的干扰；开发具有改善疲劳、阻尼、刚度、生物污染管理或其他降低成本特性的新材料。
2.改进与示范海底固定式海洋能装置基座及连接系统。该主题将投入3500万欧元，解决固定式基座的一系列工程挑战。预计将部署5个中等规模高TRL试点项目和5个小规模低TRL试点项目，使中等规模项目技术从TRL 4级提升至6级以上。具体行动包括：降低设备的电气连接成本，包括改进现有方法或开发新解决方案，如开发低成本、高可靠性、低维护需求的连接器，也将考虑具有降低成本潜力的海上电力转换或其他方法；降低用于电缆或其他形式电力传输设备的辅助钢结构的成本或需求，包括降低制造、安装、维护等的总体成本；设计坚固且经过优化的潮流能装置基座，可在潮流能发电站点环境下经济高效地安装；改进波浪能和潮流能装置的安装，包括新颖的设计、流程和工具；设计、开发或验证基座和连接系统设计，以优化在波浪能或潮流能发电站点条件下的安装；通过改进基座或电力输送系统大幅降低成本。
三、海上物流及运行
1.优化海上物流和运行。该主题将投入5500万欧元，降低船舶物流、设备安装和运营成本。预计将部署少量大规模和5个中等规模试点项目，使技术从TRL 4级提升至6级以上。具体行动包括：从其他部门选择技术和方法并加以调整和实施；确定海洋能设备的特定需求，设计定制的方法和工具，包括重型硬件设施，以大幅降低成本；开发建模工具模拟海上运行以进行风险分析，包括复杂多体系统和意外事件（如与船舶相撞）；评估现有远程维护技术，并在适当情况下加以应用；更好地定义海洋能运行限制，如最大波高、风速和流速，包括应用新的传感器技术来监测环境条件或监测安装作业。
2.用于状态监测和预测性维护的仪器。该主题将投入2500万欧元，开发低成本传感器及与电信技术（物联网）结合降低运维成本。预计将部署少量大规模和5个中等规模试点项目，使技术从TRL 4级提升至6级以上。具体行动包括：将其他部门（尤其是海上风电）在状态和结构健康监测的最新进展应用于海洋能；将最新的传感器技术应用于现的海洋能部署；记录并分享传感器性能和可靠性方面的经验，以及使其适应恶劣海洋能环境的方法；改善从传感器收集的数据的传输或存储，如水下数据传输；制定通用准则以促进特定设备传感器和监控系统的跨应用转移；确定海洋能监测的新解决方案，并开发、测试和部署定制仪器；通过分析数据流、大数据方法和机器学习（包括人工智能）或利用现有运行数据进行数字化模型训练，改善基于状态的预测性维护。
四、能源系统集成
1.开发和示范海洋能在利基市场中接近商业化的应用。该主题将投入1亿欧元，通过项目部署以推进海洋能向利基市场的发展。预计将部署少量大规模和10个中等规模试点项目，使技术从TRL 7级提升至8-9级。具体行动包括：确定海洋能首次接近商业化部署的最佳应用，可能包括微电网和岛屿或是孤立的应用，如水产养殖或海水淡化，将为这些应用开发先进的定制解决方案；在利基市场进行部署和示范，选定的技术应在技术和制造上准备就绪，且具备成本竞争力。
2.量化和示范海洋能对电网的益处。该主题将投入600万欧元，示范海洋能为电网带来的益处，以为政策和投资决策提供依据。预计将部署少量小规模试点项目，使技术从TRL 7级提升至8-9级。具体行动包括：在可预见的部署场景范围内，确定将波浪能或潮流能发电并入欧洲电网的技术问题和解决方案，包括成本效益分析，需考虑到电能质量、可预测性、间歇性、市场价格波动以及削减发电和供应不足的成本；量化由于减少了太阳能和风力发电导致的输电基础设施、需求响应和存储需求减少的益处；与公用事业公司和监管机构合作，纳入其对挑战、解决方案和效益的看法和评估。
五、数据收集、分析和建模工具
1.海洋观测和建模，以优化海洋能设备的设计和运行。该主题将投入2500万欧元，开发用于海洋能的创新气象和海洋观测、建模及预测方法。预计将部署少量中等规模和5个小规模试点项目，使该主题下技术从低TRL提升至接近市场准备的中高等级。具体行动包括：近场和实时波浪或潮流预测，对设备进行实时和预测控制，以提高输出，优化运行，并改善叶片、原动机或动力输出装置的负荷预测；估计设备引起的波浪和潮流变化对发电量的影响；观察、模拟和预测波浪/潮流的小范围变化，包括用于屈服预测或疲劳设计的平均状态研究，以及用于更安全和优化设计的极端状态（风暴）研究；开发更低成本、更易部署的波浪和潮流仪器，以及用于测量波浪和潮流的X波段雷达等新技术；改进已收集数据的通信或存储。
2.开放式海洋能数据库。该主题将投入1000万欧元开发海洋能开放式数据库，预计将部署5个小规模试点项目。具体行动包括：开发工具以促进海洋能项目产生数据的识别、访问和再利用；应用最新的自动化和数据采集、预处理、协议、存储和通信技术；协调现有的数据存储库和数据库，提供适当支持并创建新的存储库和数据库；根据各类用户的需求对数据进行分类，尽可能利用类似领域中常用的现有格式，如果需要，为海洋能数据收集、共享和使用开发定制模板。六、交叉研究领域
1.改善海洋能的环境和社会经济影响。该主题将投入1000万欧元，推进海洋能环境和社会经济性影响研究，预计将部署5个小规模试点项目。具体行动包括：海洋能源生命周期影响分析，并与其他可再生能源进行比较；评估和监测海洋能项目的影响，包括海底扰动、冲刷、噪音、海流变化和波浪气候，以及它们对当地生物、沉积物运动和海岸地貌动态的影响；借鉴海上风电的有益经验以减少施工对环境的影响；评估海洋能发电阵列的海洋保护区效应，以及其对渔业和旅游业等生态系统服务的影响，并为决策提供可行的沿海地区综合管理信息；提高海洋保护区效应对生物多样性的有益做法的适用性；项目规划中优先考虑与当地环境组织和社区的协商和沟通，允许公开访问项目的环境观测数据；确定并改善当地社区对海洋能特有问题的认识和管理；应用海洋空间规划等现有工具及开发海洋能特定工具，以更好地与其他活动和用户共享海洋空间；量化各种海洋能部署方案创造就业机会的潜力，尤其关注与决策相关的指标。
2.标准化和认证。该主题将投入1000万欧元，开发并完善海洋能适用准则、标准和程序，预计将部署5个小规模试点项目。具体行动包括：从子系统的实验室测试到最终系统验证中收集相关海洋环境的最佳实践；评估真实案例中的准则、规范和标准，并应用其他行业的经验；与国际机构合作制定国际公认标准；使投资者和公用事业公司、保险公司和监管机构参与标准的制定，以确保认证过程降低资本和保险成本。
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