【海洋可再生能源专刊】| 海洋能源多能互补综合利用技术现状与发展趋势

论文导读与观点概要

1. 研究目的

面对全球能源转型与“双碳”目标的挑战，单一海洋能源（如波浪能、海上风能）存在能量密度波动大、间歇性强及成本高等问题。本文旨在系统梳理国内外相关政策、技术现状，分析当前面临的关键瓶颈，并重点探讨海洋能源多能互补综合利用技术的发展趋势。该技术通过集成风、光、浪、流等多种能源，协同优化能量捕获与转换，以期提升海洋能源系统的整体效率、稳定性与经济性。

2. 研究方法

本文采用文献计量学与大数据分析相结合的方法：

3. 主要结果与现状

📊 政策布局

🏭 技术应用形式
文章详细总结了以下三类主要技术形式及其工程进展：

📈 数据分析结果

• 热点差异：
• 论文热点：侧重理论与优化（如微电网、粒子群优化、碳排放）。
• 专利热点：侧重工程化落地（如波浪能发电装置、储能设备、抗环境设计）。
• 共识：“多能互补+储能”已成为学术与产业界的共同核心。

4. 面临的关键挑战

尽管前景广阔，该技术仍面临三大核心问题：

5. 结论与未来展望

海洋能源多能互补技术正处于从“示范应用”向“产业爆发”的关键拐点。未来发展趋势将从当前的“风-光-浪”基础耦合，向“多能+高效储能+智能调控”的深度协同升级。

技术路径：发展HVAC与HVDC混合输电，突破海上制氢效率（目标>75%）与材料耐蚀性；利用温差能等新资源实现全天候供电。

相关图表

未来展望

海洋能源多能互补综合利用技术作为应对全球能源转型与实现“双碳”目标的关键路径，已从理论探索阶段逐步迈向工程实践。从技术发展来看，集中式开发、分布式利用及多产业融合模式已形成多元化技术体系。国内外政策持续加码，推动技术从实验室走向商业化，例如中国“十四五”规划明确支持海上能源岛建设，欧盟EU-SCORES项目验证多能互补发电优势，美国、日本等国亦在波浪能与海岛供能领域布局示范项目。从技术成效看，全球专利与论文数量呈显著增长趋势，反映出学术界与产业界的高度关注。目前海洋能源多能互补技术正处于从“示范应用”向“产业爆发”的关键拐点。而针对海洋能源多能互补综合利用技术面临的远海绿电送出与消纳、装备关键技术瓶颈、战略规划滞后三大核心挑战，需从技术创新、成本优化、政策协同三个维度构建系统性解决方案，并沿“技术突破—产业协同—规模化应用”的路径推进未来发展。

在远海绿电送出与消纳层面，需双轨优化输电与制氢路径：一方面针对输电技术矛盾，可研发HVAC与HVDC混合输电拓扑结构，通过局部交流组网降低短距离传输损耗，结合柔性直流输电（VSC-HVDC）技术提升长距离输电的灵活性与成本可控性，逐步将HVDC造价差距缩小至20%以内；另一方面针对海上制氢瓶颈，需聚焦质子交换膜电解槽（PEMEC）的材料革新与工艺升级，推动电能-氢能转化效率突破75%，同时开发新型耐蚀储氢材料（如陶瓷涂层储氢罐）将年腐蚀深度控制在0.1 mm以下，并探索“制氢—储氢—运氢”一体化模式，通过规模化运输摊薄液态储氢船的单位成本，逐步缩小与陆上运氢成本的差距。

在装备关键技术突破层面，需以机理研究为核心，联动提升综合利用效率、设备可靠性与控制精度：针对综合利用效率不足，可建立风-光-浪-温差能多能耦合机理模型，优化能源出力匹配策略；针对海洋环境下的设备可靠性问题，可采用耐泥沙磨损的陶瓷密封件、抗波浪冲击的柔性机械结构，降低波浪能转换器故障率，同时通过远程运维与智能监测技术（如水下机器人巡检）减少单次维修成本；针对底层控制难题，需制定统一的海洋能源设备通信协议标准（如基于5G的工业互联网协议），将数据交互延迟控制在尽可能短的时间内，同时融合AI与数值模拟技术提升短期能源出力预测精度。此外，还需推进立体化开发模式，提升单位海域开发利用率和能源总体产出。

在战略规划与政策保障层面，需构建长效支持体系以破解协同壁垒：一方面应建立跨部门审批协同平台，针对风-光-储-海水淡化等融合项目制定“一站式”审批流程，将审批周期压缩至6个月以内；另一方面需出台长期稳定的政策支持，在补贴退坡后设立多能互补综合利用专项基金，重点补贴制氢设备研发、储能配套建设等环节，同时通过税收减免、研发补贴等政策推动核心部件国产化，目标将SiC MOSFET逆变器、高精度海洋环境传感器等关键部件的国产化率提升至80%以上，降低对进口的依赖。未来发展中，还需推动“技术研发—示范工程—产业集群”的递进式发展，先在广东、福建等沿海省份建设多能互补示范项目（如深远海风-浪-氢综合电站），积累运行数据与工程经验，再通过产业链整合形成“设备制造—工程建设—运维服务”的完整产业生态，最终实现海洋能源多能互补综合利用技术的规模化、商业化应用，助力海洋能源成为未来清洁能源体系的重要支柱。

总体来看，虽然海洋能源多能互补综合利用技术还面临多方面问题，但随着智能化控制、新型材料等技术突破，以及政策体系的持续完善，该技术有望成为应对能源危机与气候变化的核心支撑。中国凭借政策连贯性与工程化优势，有望在深远海开发、多产业融合等领域引领全球技术变革。

本文引用格式：李晓, 吴姗姗, 汲水, 等. 海洋能源多能互补综合利用技术现状与发展趋势[J]. 海洋工程, 2026, 44(2): 64-80.  (LI Xiao, WU Shanshan, JI Shui, et al. Current status and development trends of marine energy multi-energy complementary and comprehensive utilization technology[J]. The Ocean Engineering, 2026, 44(2): 64-80.  (in Chinese)）

作者简介：   

李 晓（1985—），男，河北衡水人，高级工程师，主要从事海洋新能源开发与利用技术研究。E-mail：lixiao05@spic.com.cn

参考文献

1

ESTEBAN M， LEARY D. Current developments and future prospects of offshore wind and ocean energy［J］.Applied Energy， 2012， 90（1）： 128-136.

2

ISAACS J D， SCHMITT W R. Ocean energy： forms and prospects［J］. Science， 1980， 207（4428）： 265-273.

3

MELIKOGLU M. Current status and future of ocean energy sources： a global review［J］. Ocean Engineering， 2018， 148： 563-573.

4

刘伟民， 刘蕾， 陈凤云， 等. 中国海洋可再生能源技术进展［J］. 科技导报， 2020， 38（14）： 27-39.

LIU W M， LIU L， CHEN F Y， et al. Technical progress of marine renewable energy in China［J］. Science & Technology Review， 2020， 38（14）： 27-39.（in Chinese） 

5

WANG S J， YUAN P， LI D， et al. An overview of ocean renewable energy in China［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews， 2011， 15（1）： 91-111.

6

赵淑莉， 王冬海， 郭明瑞， 等. 海上多能源高效互补智能供电系统技术研究［J］. 环境技术， 2020： 123-125.

ZHAO S L， WANG D H， GUO M R， et al. Research on the technology of marine multi-energy efficient complementary intelligent power supply system［J］. Environmental Technology， 2020： 123-125. （in Chinese）

7

自然资源部， 国家发展改革委， 工业和信息化部， 等. 关于推动海洋能规模化利用的指导意见［EB/OL］.（2025-02-24） ［2025-06-25］. https：//www.forestry.gov.cn/lyj/1/lcdt/20250224/611295.html. 

（Ministry of Natural Resources，

National Development and Reform Commission， Ministry of Industry and Information Technology， et al. Guiding opinions on promoting the large-scaleization of marine energy ［EB/OL］. （2025-02-24） ［2025-06-25］. https：//www.forestry.gov.cn/lyj/1/lcdt/20250224/611295. html.（in Chinese）

8

SUN M， LI H. Current situation and prospect of multi-energy complementary tidal power station under dual carbon background［M］. Singapore： Springer Nature Singapore， 2024.

9

毛亚郎， 陈国波， 章怡. 海洋能开发的多能互补装置及分布式发电系统［J］. 海洋开发与管理， 2016， 33（11）： 48-54.

MAO Y L， CHEN G B， ZHANG Y. Hybrid power equipment and distributed generation system of ocean energy［J］. Ocean Development and Management， 2016， 33（11）： 48-54. （in Chinese）

10

周程晟. 海上漂浮光伏电站防雷设计［J］. 南方能源建设， 2024， 11（6）： 102-110.

ZHOU C S. Lightning protection design of offshore floating photovoltaic power station［J］. Southern Energy Construction， 2024， 11（6）： 102-110. （in Chinese）

11

贺赵豫. 驳船型风光互补平台设计及水动力研究［D］. 西安： 西安工业大学， 2023.

HE Z Y. Design and hydrodynamic research of wind-solar complementary platform based on barge platform［D］. Xi’an： Xi’an Technological University， 2023. （in Chinese）

12

国际新能源网.开建，世界首个高波浪光伏+风电融合项目［EB/OL］. ［2025-06-25］. https：//mnewenergy.in-en.com/html/newenergy-2423198.shtml.（International New Energy Network. The world’s first high-wave photovoltaic and wind power integrated project has been launched！［EB/OL］. ［2025-06-25］. https：//mnewenergy.in-en.com/html/newenergy-2423198.shtml.（in Chinese））

13

中国海洋发展研究中心. 全国首个深远海漂浮式光伏项目发电［EB/OL］. （2022-11-21） ［2025-06-25］. http：//aoc.ouc.edu.cn/2022/1121/c9828a382791/pagem.htm. 

（China Marine Development Research Center. The first floating photovoltaic project in the deep sea area of the country generates electricity ［EB/OL］. （2022-11-21） ［2025-06-25］. http：//aoc.ouc.edu.cn/222/1121/c9828a382791/pagem.htm.（in Chinese）

14

王世明， 李泽宇， 于涛， 等. 多能互补海洋能集成发电技术研究综述［J］. 海洋通报， 2019， 38（3）： 241-249.

WANG S M， LI Z Y， YU T， et al. A review of research on multi-energy complementary ocean energy integrated power generation technology ［J］. Marine Science Bulletin， 2019， 38（3）： 241-249. （in Chinese）

15

史宏达， 韩治， 路晴. 风-浪联合开发技术研究现状及发展趋势［J］. 海岸工程， 2022， 41（4）： 328-339.

SHI H D， HAN Z， LU Q. Research status and development trend of wind-wave co-development technology ［J］. Coastal Engineering， 2022， 41（4）： 328-339. （in Chinese）

16

MPS. Combining wave and floating wind［EB/OL］. （2021-05-20） ［2025-05-25］. https：//www.marinepowersystems.co.uk/a-front-cover-for-dualsub/.

17

OTTER A， CROWLEY D， MORAN A， et al. A review of the challenges faced by floating offshore wind developments around the coast of Ireland［C］//OCEANS 2023-Limerick.［S.l.］： IEEE， 2023： 1-9.

18

SILVA K， ABREU T， OLIVEIRA T C A. Inter- and intra-annual variability of wave energy in Northern mainland Portugal： application to the HiWave-5 project［J］. Energy Reports， 2022， 8： 6411-6422.

19

谢典. 海上波浪能与风能互补发电系统的关键技术研究［D］. 北京： 华北电力大学， 2018.

XIE D. Research on key technologies of marine wave energy and wind energy complementary power generation system［D］. Beijing： North China Electric Power， 2018. （in Chinese）

20

施伟， 宁德志， 周林， 等. 基于单桩式风能-波浪能-潮流能集成发电系统： CN207485595U［P］. 2018-06-12.

SHI W， NING D Z， ZHOU L， et al. Based on signal pile type wind energy-wave energy-current and tidal energy integrated power generation system： CN207485595U［P］. 2018-06-12. （in Chinese）

21

黄硕， 梁诗琪， 盛松伟， 等. 半潜式波浪能养殖平台与系泊系统的耦合动力分析［J］. 太阳能学报， 2022， 43（8）： 463-471.

HUANG S， LIANG S Q， SHENG S W， et al. Dynamic analysis of coupled semi-submersible wave energy aquaculture platform and mooring system ［J］.Acta Energiae Solaris Sinica， 2022， 43（8）： 463-471. （in Chinese）

22

廖静. 珠海“澎湖号”网箱平台：让养殖走向深远海［J］. 海洋与渔业， 2019（11）： 62-63.

LIAO J. Zhuhai “Penghu” cage platform： let aquaculture go to the deep sea ［J］. Ocean and Fishery， 2019（11）： 62-63. （in Chinese）

23

莫丽平， 卜育才. 波浪能发电装置的鹰式吸波浮体研究［J］. 上海船舶运输科学研究所学报， 2023， 46（6）： 15-21.

MO L P， BU Y C. Sharp eagle wave absorbing floats of wave power generation device［J］. Journal of Shanghai Ship and Shipping Research Institute， 2023， 46（6）： 15-21. （in Chinese）

24

周守为， 李清平. 开发海洋能源， 建设海洋强国［J］. 科技导报， 2020， 38（14）： 17-26.

ZHOU S W， LI Q P. Developing marine energy and building a marine power ［J］. Science & Technology Review， 2020， 38（14）： 17-26. （in Chinese）

25

白玉湖， 李清平. 基于海洋油气开采设施的海洋新能源一体化开发技术［J］. 可再生能源， 2010， 28（2）： 137-140.

BAI Y H， LI Q P. The integration technology for developing new ocean energy based on the offshore oil production facilities ［J］. Renewable Energy Resources， 2010， 28（2）： 137-140. （in Chinese）

26

朱孟喆. 海上风电水解制氢经济性分析和展望［J］. 风能， 2024（1）： 80-83.

ZHU M Z. Economic analysis and prospect of hydrogen production by hydrolysis of offshore wind power［J］. Wind Energy， 2024（1）： 80-83. （in Chinese）

27

中国水运网. 海上风电逐浪“深蓝”［EB/OL］. （2025-06-06） ［2025-06-25］. https：//www.zgsyb.com/news.html？aid=727296. 

（China Water Transport News. Offshore wind power rides the waves to “Deep Blue” ［EB/OL］. （2025-06-06） ［2025-06-25］. https：//www.zgsyb.com/news.html？aid=72796.（in Chinese）

28

金子儿，王子缘，李亚杰，等. 我国海上风电制氢产业发展现状、问题与展望［J］. 南方能源建设， 2025， 12（3）： 33-41.

JIN Z E， WANG Z Y， LI Y J， et al. Development status， problems and prospects of offshore wind hydrogen production industry in China ［J］. Southern Energy Construction， 2025， 12（3）： 33-41. （in Chinese）

29

赵金峰， 黄筱云， 陈理. 波浪能发电技术及研究现状［J］. 湖南水利水电， 2022（3）： 7-11.

ZHAO J F， HUANG X Y， CHEN L. Wave power generation technology and research status ［J］. Hunan Hydro & Power， 2022（3）： 7-11. （in Chinese）

30

邵先成， 王平. 自然资源框架下海上风电的管理困境及对策［J］. 海洋开发与管理， 2021， 38（9）： 36-42.

SHAO X C， WANG P. A study on dilemma of offshore wind power management under the framework of natural resources ［J］. Ocean Development and Management， 2021， 38（9）： 36-42. （in Chinese）