陈嘉庚晚年的一次探索壮举——集美“太古海潮发电站”纪事
卢建端
早在解放初期，热爱海洋的陈嘉庚先生，每当面对家乡海滨的潮起潮落，常有一个念头在心中萦绕：“祖国海岸线绵长，港汊繁多，潮汐资源蕴藏量极为丰富，利用潮汐发电是一项富有崭新意义的试验。”（集美校委会1961年11月14日给中侨委的信）。
供电不足 影响教学
陈嘉庚先生为什么会想到创建海潮发电站呢？
原集美学校基建部的陈乌亮老人告诉我们：陈老在家乡倾资办学，为的是培养国家的栋梁之材。因此，举凡与教学相关的服务设施，如图书馆、科学馆、美术馆、音乐室、植物园、医院等，均不惜重金给予配套。
他早期兴建的集美学校电灯厂，负责学村师生的生活、学习用电。时序进入20世纪50年代，各校发展迅速，规模急剧扩大，自备电源已远远不能满足日益增长的需求。
当时集美学校电灯厂的设备仅有两台英国老慕娘公司的卧式慢转柴油机、一台日本仙岗牌立式60匹马力柴油机和一台美式GM60匹马力柴油机，总发电量还不足200千瓦。
由于帝国主义对我国实施封锁禁运，国内石油异常紧张，各种内燃机均改烧木炭。在市场木炭也开始呈现供不应求的情况下，集美学校电灯厂一度曾试烧白煤，但没有成功。
供电不足，影响教学。陈嘉庚先生为此寝食不安，忧心如焚！
1957年，陈嘉庚创建了集美学校自来水厂，并在学村各主干道铺设花岗岩路面，解决了“水不清”和“路不平”的问题，余下急待改观的就是“灯不明”这一瓶颈状况了。
海潮电站 走进视野
据集美学校退休老同志陈延杭的资料记载，陈嘉庚曾对他的家人说过：“数年来，有一水电力工程师，提议我利用海水发电，我未敢采纳。”
解放初期，工业还很落后，国内还不能自产大功率柴油机，想增加电力并非易事。这时，有人介绍厦门通用机器厂工程师邱厚丛来见陈先生。邱称自己曾在永春设计过小型水电站，最近又在专业杂志上看到法国正在试验海潮发电，向陈老建议：利用外埭（现称龙舟池）蓄潮，建一个容量30千瓦的海潮发电站。但陈老认为，区区30千瓦，对缓解学校用电紧张仅是杯水车薪，而另建海水水库需投入巨资，故“未敢采纳”。
1956年12月，鹰厦铁路全线贯通，它所经过的杏集海堤，将杏林湾围截成一个现成的大型水库。邱某第二次晋见陈嘉庚，提出利用杏林湾的潮汐兴建潮汐发电站。他说：“现在试办性质，如不能成功则失败……然正当之失败胜于畏惧之失败，无悔恨也。”（见陈嘉庚二公子陈厥祥著《集美志》）。陈嘉庚先生初步估算投资费用：约需机器购置费14万元、土石安装等基础设施10万元左右，合计24-25万元人民币。这在当时已经是一笔天文数字。
1957年春，陈嘉庚先生委托水电工程师邱厚丛、刘清辉负责海潮发电站的技术工作。因当时世界上除法国在圣罗马湾试验兰斯海潮发电站外，尚无成功先例可资借鉴，故此命名为“太古海潮发电站”。
集美发电站
勘测设计 订购设备
在20世纪50年代的科技水平下，进行这项没有确实可行方案的摸索，其难度和风险是可想而知的。
当年参与发电站建设的陈吉和老人介绍说：1957年春，工程人员开始进行海潮涨落规律的勘测以及杏林湾水库海堤内外水位的实测和库容利用的预测。根据对海堤最大的水位差为3.95米，涨潮时堤外堤内的水位差最高为2.69米。杏林湾容水的镜面面积约有3万多亩，折合约2000万平方米，若水库水平面升高或降低1米，就需充进或排出2000万立方米的水量，预计试验电站用水量50立方米／秒，涨潮落潮一个周期只用水216万立方米，水库水位升降只有10多厘米，这样，水库库容还是足够的。
设计方案拟在杏集海堤集美一侧开挖一条长1000米、宽90米的引水渠道，在航海学校的足球场建造一个总储水量可达32000立方米的蓄水池。涨潮时，潮水经过引水渠道冲击水轮机带动发电机发电；待到潮力水轮机停止工作时，则改用蓄水池的水冲击水轮机带动发电机发电。考虑到潮水的水头不稳定，而发电机特性又要求定速，因此须选用可改变水轮机叶片角度的卡普兰式水轮机（其可变化的幅度在30%左右）。
据此要求，选定的主要设备有：1600马力卡普兰水轮机1台，双进水单极离心式抽水机1台，400马力水轮机1台，33000伏、220瓦的三相发电机1台，变速齿轮箱2套，离合器4套。
1958年1月9日，陈嘉庚先生与厦门通用机器厂签订制造主要机电设备合同，费用共7.5万元，原定9月交货，后拖延至12月底交货。
土法上马 首尝败绩
1957年10月，海潮发电站土建工程破土动工，由集美学校建筑部负责。集美学校师生、厦门市的机关干部、工人都踊跃参加义务劳动，土建工程进展神速。
1959年2月21日，海潮发电站进行首次试车。
据施工资料载：在试验过程中，由于水轮机车叶被木片塞住，使连杆拉断，不能转动；加上厂房建筑裂缝渗水；引水渠堤岸护坡被水冲垮15米，入水口塌方30米；控制闸阀只能单向控制。首次试车没有成功。
但是，根据集美学校电灯厂退休老职工于迅的回忆，原设计达不到预想要求，才是失败的深层原因。
海潮发电站的原设计，主轴要达到20转／分，经变速10倍为200转／分。在发电的同时，还可启动600马力的双进水离心泵抽潮水，扬程11-14米到达航海学校后操场（在那里原设想要建成一个水库）；当平潮没有落差时，可利用水库的水倒灌，启动一台400匹水轮机来带动发电机继续发电。
海潮发电站原设计的缺陷体现在：
首先，由于水头落差不够，主轴转速在最高潮日才达到10转／分，而且时间很短（只有半小时左右）；在低潮日转速有时才5-6转／分；最低潮时甚至不能启动。
其次，由于承制变速齿轮、水轮机的通用机器厂，从未铸过这么大的部件，水轮叶片并无加工刨光，轴位也无轴承铜套，无法避免机械摩擦卡涩。而且，当转速达到150转／分时，变速齿轮箱因承受不了压力而颤抖，主轴尾部轴承发热。
此外，由于土法上马，有些部件是采用旧货来拼凑的，比如：中部变速齿轮和调节水轮叶的3吋轴，是从美国扫雷艇拆下的；法国制造的60匹离心水泵，系上海自来水公司下岗的旧设备；西德西门子公司的电机是曾经烧毁、重新修理的旧货。
再度试验 仍然未果
1959年8月23日，12级强台风正面袭击我市。狂风挟着暴潮冲进厂房，机器全部浸泡在海水中达2昼夜，12吋的水管被打断，沉入海底，800公斤机油全部流失，发电站的进水渠岸再次塌方，闸门损坏，损失惨重。
雪上加霜的是，正在试运行的3吋轴突然折断了！按理应该更换新轴，这样叶轮、叶片须拆下重新组装，花费时间长，工作量大。邱某想来一个“变通办法”，把叶片用“铁葫芦”拉到最大的吃水角度，然后将铸造轨装置水轮上，把调节拉杆和轮叶的螺丝灌铅固定；在出水涵洞装上蚨蝶（合叶）闸门，用以调节出水、控制水轮机转速（由一根3吋轴通到涵洞上，利用蜗杆带动齿轮调节出水，改变水轮机转速）。
由于蜗杆调节经不住水的压力，结果这个经工人花了20多个日夜奋战才安装好的闸门，试车不到15分钟，蜗杆顶变弯，“乒”的一声闸门关上了，试运行停止。
经过4个多月的抢修，1960年1月底又开始进行历时6个月试车，所得结果只发电110千瓦，供电时间及供电量均不能达到原计划200-250千瓦的要求。同年11月，又因水轮机主轴螺丝折断而停止试验。
两次试车的失败，暴露出设计方案、施工质量、技术能力等方面的问题。潮汐电站是利用海潮涨落水位差来运作的，因此动力是不稳定的，时间上也有间歇性差异，运行过程中需要进行调控。原设计根据当时工业技术水平，采用人工进行每日两次的调控，原理虽然是可行的，但实际操作容易出现失误。加上当时机械制造不过关，使用寿命太短，以及技术人员的业务造诣所限，故第二次试车失败后，试验暂告停顿。
为了先解燃眉之急，陈嘉庚先生通知陈厥祥从香港购进西德西门子公司的一台750千瓦柴油发电机，购置费38万港币。
陈老逝世 电站停建
1961年8月12日，陈嘉庚先生在北京去世。为期四年、耗资达91万元的集美太古海潮发电站正式停止试验。
陈老逝世后，周恩来总理嘱咐陈嘉庚八公子陈国怀：要找上海设计院，请他们协助研究“海潮电站”的问题，就是失败了，也要总结经验，吸取教训。
后来，上海设计院派来一个15人专家小组到“海潮电站”来实地调查，工作了半个多月，得出如下几条结论：
1、主机的水落差不够，应再降下3米。进出水渠道相应东边应加深到高崎最深处，西边也应挖到码头港最深处；
2、因渠道砌体太迫位，造成水回流影响排水，降低了水头的落差，故水轮机的出水涵洞对面砌体应拆掉，延长出水渠至现在东江引水处；
3、轮叶不能靠出水蚨蝶（合叶）闸门调节，这样会阻碍排水，降低水头，应该拆掉；
4、两岸渠道砌体应有15%的坡比降，应急闸门应改手摇为电动，等等。
1961年11月14日，集美校委会在给中侨委的《关于申请协助完成集美潮力发电站试验阶段工作的报告》中写道：“改电站经过先后二次检修，投资额高达90.9531万元，已超过原预定的3倍，而存在问题复杂层出，还不能得到解决，故后来暂告停顿迄未再加修缮。根据目前情况，该电站所感困难，主要是技术问题，其复杂性已非厦门市局部工程人员所能解决。”
关于海潮发电站，正在拍摄的大型电视纪录片《陈嘉庚》，有一句精辟的解说词：“为了追求科学，陈嘉庚先生生命不息、探索不止的坚毅精神，永远是人类进步的宝贵财富！”
名词解释：
潮汐发电与水力发电的原理相似，它是利用潮水涨落产生的水位差所具有的势能来发电的，也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能的过程。具体地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建一栏水堤坝，将海湾或河口与海洋隔开构成水库，再在坝内或坝房安装水轮发电机组，然后利用潮汐涨落时水位的升降，使海水通过轮机转动水轮发电机组发电。
潮汐发电的设想久已有之，但直至1961年法国才开始于胜罗马湾建造兰斯发电站。1967年竣工的该电站装有可逆式水轮机（一系列的固定和转动叶片），可使潮汐流在两个方向，即从海上向海滩涨潮时和从海滩向外海退潮时都能工作。兰斯电站有24个发动机组，每一机组为10000千瓦，约7／8的电能是由较易控制的返潮产生的。涨潮时，水池内充满海水，高潮时关闭，直到退潮形成足以使水轮机工作的落差时才开始放水。同时，进入水池内的潮水也能使水轮机工作。此时潮汐落差高达13.5米。日发电量约40-50万度，足够一座万人城镇照明用电。
