一、风能

能量密度

舟山群岛海域 100 m 高度年均风功率密度大部分海域约 420–550 W/m²，东南部开阔海域最高约 500–550 W/m²，杭州湾附近约 360–440 W/m²；舟山本地实测（中广核岱山海上风电场测风塔）85 m、100 m 高度平均风功率密度分别为 425、435 W/m²。本方案场址轮毂高度 41.5 m，风功率密度低于上述 100 m 高度数值，属同一量级。

空间分布

场址位于舟山海域。风资源数据依据舟山普陀 2# 海上风电论证报告，文中注明此处将舟山普陀的数据近似挪用到选址地。50 m 高度年均风速 7.3 m/s，按海上风切变指数 α=0.10 的幂律推算至轮毂高度 41.5 m 处约 7.16 m/s。空气密度取 1.21 kg/m³。

时间分布

风速采用威布尔分布描述，形状参数 k=2.0（舟山近海工程经验取值），反算尺度参数 c≈8.08 m/s。机组运行区间划分如下：

  3 m/s ≤ v ≤ 11.5 m/s：风机保持最大风能利用系数 Cp=0.41 捕获风能；

  11.5 m/s < v ≤ 25 m/s：变桨限功率，稳定输出 300 kW；

  v < 3 m/s 或 v > 25 m/s：机组停机，无发电（含台风停机）。

经威布尔全风速区间积分，单台理论毛发电量约 76.3 万 kWh/年，扣除综合折减后单台年净发电量约 62.8 万 kWh，容量因子约 23.9%。

利用方法

选用日本驹井铁工 KWT300 型 300 kW 水平轴风机，适配舟山台风多发海岛环境。切入/额定/切出风速为 3.0 / 11.5 / 25.0 m/s，风轮直径 33.0 m，轮毂高度 41.5 m，最大风能利用系数 0.41（最优叶尖速比 7.5 工况，驹井铁工原型机试验论文实测）。

项目风能年度目标发电量 525 万 kWh，按单台净发电量 62.8 万 kWh 计算需 8.36 台，向上取整配置 9 台，总年发电量 9×62.8=565.2 万 kWh，满足设计目标并预留余量。

转化效率

最大风能利用系数 Cp=0.41（最优叶尖速比 7.5 工况）。综合工程折减系数（包含机组可利用率、盐雾污染、偏航损耗、电气损耗、台风停机、功率保证系数）约 0.823。单台年净发电量约 62.8 万 kWh，容量因子约 23.9%，符合东南沿海中小型风机合理区间。

参考文献

1.   驹井铁工. KWT300 中型风力发电机原型机性能试验报告[R].

2.   舟山普陀 2# 海上风电项目可行性研究论证报告[R].

3.   NB/T 10992-2022，风电场发电量评估技术规范[S].

4. 舟山日报. 岱山向大海要电6亿度[N/OL]. 2015-01-06（岱山新闻网转载）.

二、潮流能

能量密度

灌门水道平均能流密度大于 3.0 kW/m²，最大能流密度大于 20 kW/m²（赵建春等，2017）。灌门水道 8 号站位 26 小时实测平均流速大于 1 m/s，可开发功率 7.92–9.37 MW（王智峰等，2010）。

空间分布

潮流能资源集中在舟山灌门水道。机组选型参考已在舟山秀山岛海域长期并网稳定运行的 LHD 平台。灌门水道位于舟山本岛北岸马岙地区与秀山岛之间（约北纬 30°07.7′、东经 122°09.5′），潮流平均流速 1.89 m/s、最大流速 3.15 m/s；涨潮平均流速 2.01 m/s、落潮平均 1.69 m/s，涨潮主轴约 286°、落潮主轴约 116°，水流呈往复流形态；水道最窄处仅约 450–550 m。

时间分布

舟山海域为不规则半日潮。所选机组可实时监测水流流速、流向变化，随潮汐双向流向自动换向，实现涨潮、落潮全时段双向发电。据公开资料，灌门水道属正规半日潮，涨潮流向西北、落潮流向东南，流速随大小潮周期变化，大潮大于中潮、中潮大于小潮；机组每日经历两次明显的涨落潮流速峰值，发电功率呈准周期波动但可精确预测。

利用方法

选用 LHD 海洋潮流能发电第四代"奋进号"机组，为国内成熟商业化机型。额定功率 1.6 MW，设计年发电量 200 万 kWh/台，机组总重 325 吨，叶片直径约 15 m。机组搭载国内自主研发的自适应自动变桨控制系统，可随潮汐双向流向自动适配换向。

项目设定潮流能为核心绿色供能单元，承担系统 20% 的年度供电负荷，目标 Etarget = 2100 万 kWh × 20% = 420 万 kWh。按单台设计年发电量 200 万 kWh 计算需 2.1 台；结合海洋工程集约化建设原则、海域占用成本及设备标准化部署要求，实际部署 3 台，年发电量 3×200=600 万 kWh。

转化效率

LHD 机组经四代迭代，能量捕获效率从第一代的 27% 提升至第四代"奋进号"的约 45%，行业资料给出的水下涡轮机能量转化效率可达 45%–50%（适用于流速 ≥ 2.5 m/s 的海域）。即本方案所选第四代机型的能量捕获效率可按 45% 左右取值，属当前国内主流水平。单台设计年发电量 200 万 kWh 为海域实测校准值，已包含全链路发电损耗，无需二次折减。

参考文献

1.   王智峰, 周良明, 张弓贲, 等. 舟山海域特定水道潮流能估算[J]. 中国海洋大学学报(自然科学版), 2010(08).

2.   赵建春, 陆延, 陈国海, 等. 灌门水道潮流能资源评估及开发条件初步分析[J]. 海洋技术学报, 2017, 36(4): 64-69.

3.   科普中国. 向蓝海要绿电，中国潮流能"奋进"正当时[EB/OL]. 2025-11-18.

4.   央广网. 绿色舟山 世界最大单机容量潮流能机组成功并入国家电网[EB/OL]. 2022-05-01.

5.   《海洋学研究》. 舟山海域重要水道潮流能资源评估[J].

6.   《舟山市交通志（1991—2020）》灌门条目.

7.   丁琦. 舟山群岛峡道海区潮流切变锋特性的二维数值研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2008.

8.   央广网. 直击海洋能规模化应用 潮起潮落间打造“蓝色能源基地”[EB/OL]. 2025-11-13.

9.   百度百科. 动能水力发电[EB/OL].

三、生物质能（沼气）

能量密度

沼气热值 20800–23600 kJ/m³（每立方米沼气完全燃烧释放的热量），单位沼气发电量 1.5–2.5 kWh/m³。原料端基础产气率为 85 m³ 沼气/吨易腐垃圾（工程经验值）。

空间分布

原料为岛内自产的生活有机废弃物：人口 2500 人，人均日产生量 0.35 kg/人·天（保守值），年产生量 2500×0.35×365≈319 吨。计算假设生活有机废弃物收集率 100%，剔除塑料、砂石等不可降解杂质，全部进入厌氧发酵系统。具体到本方案，可在生活区附近下风向集中设一处沼气站，具体位置需结合世界总体设计确定。

时间分布

按全年连续产生计算（人均日产生量 × 365 天），发电按日均摊约 222 kWh/日。计算未扣除厌氧系统加热维持中温发酵所需消耗的沼气，结果为毛发电量。据公开资料，温度是沼气产气好坏的关键：中温发酵 29–31℃ 时容积产气率约 0.55 m³/(m³·天)，降至 12–15℃ 时仅 0.07 m³/(m³·天)，8℃ 以下基本不产气，冬季须依靠发酵罐保温与余热加热维持产气；保温正常、连续进料条件下，日产气量日内相对平稳。

利用方法

生活有机废弃物经厌氧发酵产沼气，沼气用于发电。发酵过程添加复合微生物菌剂（含地衣芽孢杆菌、恶臭假单胞菌、阴沟肠杆菌、粗壮假丝酵母等菌株），通过加速水解阶段（厌氧消化的限速步骤）提高产气效率，四株菌同时使用的产气效果优于任意单株或部分组合。

产气量按基础产气量 319 吨 × 85 m³/吨 = 27115 m³/年计，复合菌剂提升幅度取保守值 100%，年沼气产量 27115×(1+100%)=54230 m³/年。发电按单位沼气发电量保守值 1.5 kWh/m³ 计，年发电量 54230×1.5=81345 kWh/年。需注意：100%–150% 的产气提升幅度来源于实验室批次厌氧试验结果，工程放大后受停留时间、底物波动、菌群流失影响，增产效果通常存在衰减。实际对外净供电量近似取 81000 kWh/年，占系统总需求（2100 万 kWh/年）约 0.39%。

转化效率

沼气发电机组发电效率一般为 25%–42%，视机型而异：普通机组约 25%–35%，对应每立方米沼气发电 0.8–1.2 kWh；高效机组 38%–42%，对应 1.8–2.4 kWh/m³，热电联产综合能源利用率（含余热回收）可达 75% 以上。从能量平衡看，含甲烷 55%–65% 的沼气每立方米化学能约 5.5–6.5 kWh，发电环节电能转换效率通常为 30%–40%。本方案取 1.5 kWh/m³，对应的发电效率约 25%–27%，处于常见区间下限，属保守取值；若改用高效机组，同等沼气量发电可提高约 20%–60%。

参考文献

1.   复合微生物菌剂及其处理剩余污泥和/或厨余垃圾产沼气的方法: CN101864362B[P].

2.   王雷, 刘远杰, 陈丹. 湿垃圾厌氧沼气资源化利用技术经济分析[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(5): 55-61.

3.   张天益. 复合菌剂/导电材料强化餐厨垃圾厌氧消化性能研究[D].

4.   冷热电三联供系统在餐厨垃圾处理项目中的应用研究[EB/OL]. 中国市政工程网.

5.   河南天冠集团试运行沼气发电项目[EB/OL]. 新浪财经, 2011-10-27.

6.   猪场沼气发电: 一度电成本 0.21 元[N]. 南方农村报, 2017-08-15.

7.   遂宁市农业农村局. 冬季沼气池常见故障及处理办法[EB/OL].

8.   擎邦能源. 如何确保沼气发电设备在冬季低温下依然高效稳定运行[EB/OL].

9.   晋中党建网. 沼气池冬季管理要点[EB/OL].

10. 呼伦贝尔市农牧局. 秋冬季沼气池管理要点[EB/OL].

11. 济柴环能燃气发电设备. 沼气发电机消耗与产出深度解析[EB/OL].

12. 江苏盛源燃气动力有限公司. 沼气发电系统技术指标[EB/OL].

13. Biogasflux. Biogas to Electricity Calculator: Convert m³ of Biogas into kWh[EB/OL]. 2026.

四、太阳能（光伏）

能量密度

场址水平面年总太阳辐射量约 4752 MJ/m²，折算年峰值日照小时数约 1320 h。组件峰值功率 550 Wp，单块组件面积 2.278×1.134≈2.583 m²。

空间分布

光资源数据依据舟山市普陀区官方气象公开数据。组件采用 25° 倾角朝南布置，结合舟山近海倾角修正经验，倾角修正系数取 1.07。

时间分布

年峰值日照小时数约 1320 h。辐照高于启动阈值时组件正常发电；夜间、阴雨低辐照条件下输出功率趋近于 0；极端台风暴雨天气系统保护停机。组件功率温度系数 -0.30%/℃，工作温度范围 -40℃~+85℃。

利用方法

选用晶科能源 Tiger Neo 系列 JKM550N-72HL4 型 550 Wp N 型 TOPCon 光伏组件，转换效率 21.3%，适配舟山高盐雾、强辐照波动的海岛环境。

项目太阳能年度目标发电量 210 万 kWh，按单位装机净发电量 1048.1 kWh/kWp·年计算需约 2003.6 kWp，向上取整配置 2004 kWp 光伏阵列，总年发电量约 210.0 万 kWh，满足设计目标。

转化效率

组件转换效率 21.3%。综合工程折减系数（包含盐雾积灰遮挡、组件首年衰减、逆变器效率、线路损耗、台风停机、温度损耗，各项取值符合 GB/T 50797-2012）约 0.794。经全年光资源时序积分，单位装机理论毛发电量约 1320 kWh/kWp/年，净发电量约 1048.1 kWh/kWp·年，容量因子约 12.0%，符合浙江沿海海岛光伏合理区间。

参考文献

1.   晶科能源股份有限公司. Tiger Neo JKM550N-72HL4 N 型 TOPCon 光伏组件产品规格书[R].

2.   舟山市普陀区人民政府. 普陀区气象基础数据公开报告[R].

3.   GB/T 50797-2012，光伏发电站设计规范[S].

4.   太平洋共同体（SPC）. Fefen Island 太阳能微电网概念设计报告[R]. 2023-12.

5.   新民晚报. 花朵风机、光伏建筑……东屿岛零碳示范区那些“绿色密码”[N/OL]. 2024-03-26.

6.   琼海城投. 博鳌零碳示范区项目[EB/OL].

五、核能

能量密度

据国家能源局公开资料，1 kg 铀-235 全部裂变释放能量约 8.2×10¹³ J（82000 亿焦耳），相当于 2700 吨标准煤（或约 1700 吨原油）完全燃烧释放的能量，折合约 2278 万 kWh 热量，约为标准煤能量密度的 270 万倍；天然铀中铀-235 仅占 0.72%，民用核燃料通常浓缩至 3%–5%。

空间分布

模块化小堆不依赖现场气象资源，燃料组件 2 年一换，可储存于岛内专用核燃料库房。

时间分布

具备全天候稳定基荷供电能力，额定工况持续稳定输出 1100 kW；仅在计划换料检修、设备故障时降功率或停机。换料周期 24 个月，机组可用率 92.0%，设计寿命 60 年。

利用方法

选用 1100 kW 级模块化小型压水堆 SMR 机组，适配海岛孤立电网基荷供电场景。项目核能年度目标发电量 735 万 kWh，按单台净发电量 767.0 万 kWh 计算需 0.958 台，配置 1 台即可，满发年净发电量约 767.0 万 kWh，略高于年度目标，余量约 4.4%，无明显超额。

转化效率

堆芯热效率 32.0%（小型模块化反应堆通用设计参数）。综合工程折减系数（包含计划检修、设备故障率、厂用电消耗、电气传输损耗）约 0.796。全年理论毛发电量 1100×8760=963.6 万 kWh，净发电量约 767.0 万 kWh/台·年，容量因子约 79.6%，符合模块化小堆基荷电源合理区间。

参考文献

1.   国际原子能机构（IAEA）. 小型模块化反应堆（SMR）运行性能统计报告[R].

2.   NB/T 20058-2021，模块化小型核电厂设计导则[S].

3.   中国核工业集团. 陆上模块化小型压水堆通用设计参数手册[R].

4.   国家能源局. 核能为什么有如此大的能量?[EB/OL]. 2024-03-29.

5.   国家国防科技工业局. 我国三代核电技术更高效、更清洁、更安全[EB/OL].

6.   东方财富号. 我国铀产业发展深度分析报告[EB/OL]. 2026-08.

7.   国元证券. 军民两用深度融合，核技应用未来可期（世界核协会数据）[R]. 2024-03.

六、补充说明

能源结构汇总

总体能源结构如下（按 2500 人计）：

风能：占比 26.2%，人均 2260.8 kWh/人·年，总能量 565.2 万 kWh/年；

潮流能：占比 27.9%，人均 2400 kWh/人·年，总能量 600 万 kWh/年；

太阳能光伏：占比 9.8%，人均 840 kWh/人·年，总能量 210 万 kWh/年；

生物质/沼气：占比 0.4%，人均 32.4 kWh/人·年，总能量 8.1 万 kWh/年；

核能：占比 35.7%，人均 3068 kWh/人·年，总能量 767 万 kWh/年；

合计：100%，人均 8601.2 kWh/人·年，总能量 2150.3 万 kWh/年。

口径说明

风能一节中，年度目标为 525 万 kWh，实际按 9 台 × 62.8 万 kWh 计为 565.2 万 kWh，汇总表采用后者；潮流能一节中，20% 供电负荷对应目标 420 万 kWh，实际部署 3 台对应 600 万 kWh，汇总表采用后者；核能 767 万 kWh 略高于 735 万 kWh 的年度目标。各形式均以实际配置机组的产出计入汇总。