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海洋能

指依附在海水中的可再生能源,海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量,這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。地球表面積約為5.1×10^8km^2,其中陸地表面積為1.49×10^8km^2占29%;海洋面積達3.61×10^8km^2,以海平面計,全部陸地的平均海拔約為840m,而海洋的平均深度卻為380m,整個海水的容積多達1.37×10^9km^3。一望無際的大海,不僅為人類提供航運、水源和豐富的礦藏,而且還蘊藏著巨大的能量,它將太陽能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機械能等形式蓄在海水里,不像在陸地和空中那樣容易散失。

定義

  海洋能指依附在海水中的可再生能源,[1]海洋通過各種物理過程接收、儲存和散發(fā)能量,這些能量以潮汐、波浪、溫度差、鹽度梯度、海流等形式存在于海洋之中。

  簡介

  海洋能(oceanenergy)是海水運動過程中產(chǎn)生的可再生能,主要包括溫差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、鹽差能等。潮汐能和潮流能源自月球、[1]太陽和其他星球引力,其他海洋能均源自太陽輻射。

  海水溫差能是一種熱能。低緯度的海面水溫較高,[2]與深層水形成溫度差,可產(chǎn)生熱交換。其能量與溫差的大小和熱交換水量成正比。潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是機械能。潮汐的能量與潮差大小和潮量成正比。波浪的能量與波高的平方和波動水域面積成正比。在河口水域還存在海水鹽差能(又稱海水化學(xué)能),入海徑流的淡水與海洋鹽水間有鹽度差,若隔以半透膜,淡水向海水一側(cè)滲透,可產(chǎn)生滲透壓力,其能量與壓力差和滲透能量成正比。

  地球表面積約為5.1×10^8km^2,其中陸地表面積為1.49×10^8km^2占29%;海洋面積達3.61×10^8km^2,以海平面計,全部陸地的平均海拔約為840m,而海洋的平均深度卻為380m,整個海水的容積多達1.37×10^9km^3。一望無際的大海,不僅為人類提供航運、水源和豐富的礦藏,而且還蘊藏著巨大的能量,它將太陽能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機械能等形式蓄在海水里,不像在陸地和空中那樣容易散失。

  海洋能有三個顯著特點,1.蘊藏量大,并且可以再生不絕。2.能流的分布不均、密度低。3.能量多變、不穩(wěn)定。

  特點

  1.海洋能在海洋總水體中的蘊藏量巨大,而單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小。這就是說,要想得到大能量,就得從大量的海水中獲得。

  2.海洋能具有可再生性。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力,只要太陽、月球等天體與地球共存,這種能源就會再生,就會取之不盡,用之不竭。

  3.海洋能有較穩(wěn)定與不穩(wěn)定能源之分。較穩(wěn)定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。不穩(wěn)定能源分為變化有規(guī)律與變化無規(guī)律兩種。屬于不穩(wěn)定但變化有規(guī)律的有潮汐能與潮流能。人們根據(jù)潮汐潮流變化規(guī)律,編制出各地逐日逐時的潮汐與潮流預(yù)報,預(yù)測未來各個時間的潮汐大小與潮流強弱。潮汐電站與潮流電站可根據(jù)預(yù)報表安排發(fā)電運行。既不穩(wěn)定又無規(guī)律的是波浪能。

  4.海洋能屬于清潔能源,也就是海洋能一旦開發(fā)后,其本身對環(huán)境污染影響很小。

  蘊藏量

  各種海洋能的蘊藏量是非常巨大的,據(jù)估計有780多億千瓦,其中波浪能700億千瓦,潮汐能30億千瓦,溫度差能20億千瓦,海流能10億千瓦,鹽度差能10億千瓦??茖W(xué)家曾作過計算,沿岸各國尚未被利用的潮汐能要比目前世界全部的水力發(fā)電量大一倍。如果將波浪的能量轉(zhuǎn)換為可利用的能源,那真是一種理想的巨大的能源。沿海各國,特別是美國、俄羅斯、日本、法國等國都非常重視海洋能的開發(fā)。從各國的情況看,潮汐發(fā)電技術(shù)比較成熟。利用波能、鹽度差能、溫度差能等海洋能進行發(fā)電還不成熟,目前仍處于研究試驗階段。

  海洋能的優(yōu)缺點

  海洋能缺點:獲取能量的最佳手段尚無共識,大型項目可能會破壞自然水流、潮汐和生態(tài)系統(tǒng)。

  海洋能優(yōu)點:取之不竭的可再生資源,潮汐能源有規(guī)律可循,開發(fā)規(guī)模大小均可。

  海洋能指蘊藏于海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。這些能源都具有可再生性和不污染環(huán)境等優(yōu)點,是一項亟待開發(fā)利用的具有戰(zhàn)略意義的新能源。

  波浪發(fā)電,據(jù)科學(xué)家推算,地球上波浪蘊藏的電能高達90萬億度。目前,海上導(dǎo)航浮標(biāo)和燈塔已經(jīng)用上了波浪發(fā)電機發(fā)出的電來照明。大型波浪發(fā)電機組也已問世。我國在也對波浪發(fā)電進行研究和試驗,并制成了供航標(biāo)燈使用的發(fā)電裝置。將來的世界,每一個海洋里都會有屬于我們中國的波能發(fā)電廠。波能將會為我國的電業(yè)作出很大貢獻。

  潮汐發(fā)電,據(jù)世界動力會議估計,到2020年,全世界潮汐發(fā)電量將達到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站,發(fā)電能力24萬千瓦,已經(jīng)工作了30多年。中國在浙江省建造了江廈潮汐電站,總?cè)萘窟_到3000千瓦。

能量形式

  潮汐能

  因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象,潮汐導(dǎo)致海水平面周期性地升降,因海水漲落及潮水流動所產(chǎn)生的能量成為潮汐能。

  潮汐與潮流能來源于月球、太陽引力,其它海洋能均來源于太陽輻射,海洋面積占地球總面積的71%,太陽到達地球的能量,大部分落在海洋上空和海水中,部分轉(zhuǎn)化成各種形式的海洋能。

  潮汐能的主要利用方式為發(fā)電,目前世界上最大的潮汐電站是法國的朗斯潮汐電站,我國的江夏潮汐實驗電站為國內(nèi)最大。

  波浪能

  波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能,是一種在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的,并以位能和動能的形式由短周期波儲存的機械能。波浪的能量波高的平方、波浪的運動周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。

  波浪發(fā)電是波浪能利用的主要方式,此外,波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。

  海水溫差能

  海水溫差能是指涵養(yǎng)表層海水和深層海水之間水溫差的熱能,是海洋能的一種重要形式。低緯度的海面水溫較高,與深層冷水存在溫度差,而儲存著溫差熱能,其能量與溫差的大小和水量成正比

  溫差能的主要利用方式為發(fā)電,首次提出利用海水溫差發(fā)電設(shè)想的是法國物理學(xué)家阿松瓦爾,1926年,阿松瓦爾的學(xué)生克勞德試驗成功海水溫差發(fā)電。1930年,克勞德在古巴海濱建造了世界上第一座海水溫差發(fā)電站,獲得了10kW的功率。

  溫差能利用的最大困難是溫差大小,能量密度低,其效率僅有3%左右,而且換熱面積大,建設(shè)費用高,目前各國仍在積極探索中。

  鹽差能

  鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學(xué)電位差能,是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。主要存在與河海交接處。同時,淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能中能量密度最大的一種可再生能源。

  據(jù)估計,世界各河口區(qū)的鹽差能達30TW,可能利用的有2.6TW。我國的鹽差能估計為1.1×10^8kw,主要集中在各大江河的出海處,同時,我國青海省等地還有不少內(nèi)陸鹽湖可以利用。鹽差能的研究以美國、以色列的研究為先,中國、瑞典和日本等也開展了一些研究。但總體上,對鹽差能這種新能源的研究還處于實驗室實驗水平,離示范應(yīng)用還有較長的距離。

  海流能

  海流能是指海水流動的動能,主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動所產(chǎn)生的能量,是另一種以動能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。

  海流能的利用方式主要是發(fā)電,其原理和風(fēng)力發(fā)電相似。全世界海流能的理論估算值約為10^8kW量級。利用中國沿海130個水道、航門的各種觀測及分析資料,計算統(tǒng)計獲得中國沿海海流能的年平均功率理論值約為1.4X10^7kW。屬于世界上功率密度最大的地區(qū)之一,其中遼寧、山東、浙江、福建和臺灣沿海的海流能較為豐富,不少水道的能量密度為15~30kW/m^2,具有良好的開發(fā)值。特別是浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門水道,平均功率密度在20kW/m2以上,開發(fā)環(huán)境和條件很好。

  近海風(fēng)能

  近海風(fēng)能是風(fēng)能地球表面大量空氣流動所產(chǎn)生的動能。在海洋上,風(fēng)力比陸地上更加強勁,方向也更加單一,據(jù)專家估測,一臺同樣功率的海洋風(fēng)電機在一年內(nèi)的產(chǎn)電量,能比陸地風(fēng)電機提高70%。風(fēng)能發(fā)電的原理:風(fēng)力作用在葉輪上,將動能轉(zhuǎn)換成機械能,從而推動葉輪旋轉(zhuǎn),再通過增速機將旋轉(zhuǎn)的速度提升,來促使發(fā)電機發(fā)電。我國近海風(fēng)能資源是陸上風(fēng)能資源的3倍,可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲量有7.5億kW。長江到南澳島之間的東南沿海及其島嶼是我國最大風(fēng)能資源區(qū)以及風(fēng)能資源豐富區(qū)。資源豐富區(qū)有山東、遼東半島、黃海之濱,南澳島以西的南海沿海、海南島和南海諸島

發(fā)電方式

  海洋熱能發(fā)電有兩種方式:

  第一種是將低沸點工質(zhì)加熱成蒸汽

  第二種是將溫水直接送入真空室使之沸騰變成蒸汽。蒸汽用來推動汽輪發(fā)電機發(fā)電,最后從600~1000米深處抽冷水使蒸汽冷凝。

  第一種采取閉式循環(huán),第二種采取開式循環(huán)。

  海水溫差發(fā)電,1930年在法國首次試驗成功,只是當(dāng)時發(fā)出的電能不如耗去的電力多,因而未能付諸實施。現(xiàn)在,許多國家都在進行海水溫差發(fā)電研究。

  實踐證明,開式循環(huán)比閉式循環(huán)有更多的優(yōu)點:①以溫海水作工質(zhì),可避免氨或二氯二氟甲烷等有毒物質(zhì)對海洋的污染;②開式循環(huán)系直接接觸熱交換器,價廉且效率高;③直接接觸熱交換器可采用塑料制造,在溫海水中的抗腐蝕性高;④能產(chǎn)生副產(chǎn)品——蒸餾水。開式循環(huán)也有缺點:產(chǎn)生的蒸汽密度低,汽輪機體積大;變成蒸汽的海水排回海洋后,會影響附近生物的生存環(huán)境。

  海洋溫差發(fā)電

  是以非共沸介質(zhì)(氟里昂-22與氟里昂-12的混合體)為媒質(zhì),輸出功率是以前的1.1~1.2倍。一座75千瓦試驗工廠的試運行證明,由于熱交換器采用平板裝置,所需抽水量很小,傳動功率的消耗很少,其他配件費用也低,再加上用計算機控制,凈電輸出功率可達額定功率的70%。一座3000千瓦級的電站,每千瓦小時的發(fā)電成本只有50日元以下,比柴油發(fā)電價格還低。人們預(yù)計,利用海洋溫差發(fā)電,如果能在一個世紀(jì)內(nèi)實現(xiàn),可成為新能源開發(fā)的新的出發(fā)點。

  潮汐發(fā)電

  洶涌澎湃的大海,在太陽和月亮的引潮力作用下,時而潮高百丈,時而悄然退去,留下一片沙灘。海洋這樣起伏運動,日以繼夜,年復(fù)一年,是那樣有規(guī)律,那樣有節(jié)奏,好像人在呼吸。海水的這種有規(guī)律的漲落現(xiàn)象就是潮汐。

  潮汐發(fā)電就是利用潮汐能的一種重要方式。據(jù)初步估計,全世界潮汐能約有10億多千瓦,每年可發(fā)電2~3萬億千瓦時。我國的海岸線長度達18000千米,據(jù)1958年普查結(jié)果估計,至少有2800萬千瓦潮汐電力資源,年發(fā)電量最低不下700億千瓦時。

  世界著名的大潮區(qū)是英吉利海峽,那里最高潮差為14.6米,大西洋沿岸的潮差也達4~7.4米。我國的杭州灣的“錢塘潮”的潮差達9米。

  據(jù)估計,我國僅長江口北支就能建80萬千瓦潮汐電站,年發(fā)電量為23億千瓦時,接近新安江和富春江水電站的發(fā)電總量;錢塘江口可建500萬千瓦潮汐電站,年發(fā)電量約180多億千瓦時,約相當(dāng)于10個新安江水電站的發(fā)電能力。

  早在12世紀(jì),人類就開始利用潮汐能。法國沿海布列塔尼省就建起了“潮磨”,利用潮汐能代替人力推磨。隨著科學(xué)技術(shù)的進步,人們開始筑壩攔水,建起潮汐電站。

  法國在布列塔尼省建成了世界上第一座大型潮汐發(fā)電站,電站規(guī)模宏大,大壩全長750米,壩頂是公路。平均潮差8.5米,最大潮差13.5米。每年發(fā)電量為5.44億千瓦時。

  中國解放后在沿海建過一些小型潮汐電站。例如,廣東省順德縣大良潮汐電站(144千瓦)、福建廈門的華美太古潮汐電站(220千瓦)、浙江溫嶺的沙山潮汐電站(40千瓦)及象山高塘潮汐電站(450千瓦)。

  波力發(fā)電

  “無風(fēng)三尺浪”是奔騰不息的大海的真實寫照。海浪有驚人的力量,5米高的海浪,每平方米壓力就有10噸。大浪能把13噸重的巖石拋至20米高處,能翻轉(zhuǎn)1700噸重的巖石,甚至能把上萬噸的巨輪推上岸去。

  海浪蘊藏的總能量是大得驚人的。據(jù)估計地球上海浪中蘊藏著的能量相當(dāng)于90萬億千瓦時的電能。

現(xiàn)狀分析

  利用現(xiàn)狀

  上述不同形式的能量有的已被人類利用,有的已列入開發(fā)利用計劃,但人們對海洋能的開發(fā)利用程度至今仍十分低。盡管這些海洋能資源之間存在著各種差異,但是也有著一些相同的特征。每種海洋能資源都具有相當(dāng)大的能量通量:潮汐能和鹽度梯度能大約為2TW;波浪能也在此量級上;而海洋熱能至少要比此大兩個數(shù)量級。但是這些能量分散在廣闊的地理區(qū)域,因此實際上它們的能流密度相當(dāng)?shù)?,而且這些資源中的大部分均蘊藏在遠(yuǎn)離用電中心區(qū)的海域。因此只能有一小部分海洋能資源能夠得以開發(fā)利用。

  面臨的問題

  很多海洋能至今沒被利用的原因主要有兩方面:一,經(jīng)濟效益差,成本高。二,一些技術(shù)問題還沒有過關(guān)。盡管如此,不少國家一面組織研究解決這些問題,一面在制定宏偉的海洋能利用規(guī)劃。如法國計劃到本世紀(jì)末利用潮汐能發(fā)電350億千瓦時,英國準(zhǔn)備修建一座100萬千瓦的波浪能發(fā)電站,美國要在東海岸建造500座海洋熱能發(fā)電站。從發(fā)展趨勢來看,海洋能必將成為沿海國家,特別是發(fā)達的沿海國家的重要能源之一。

  前景展望

  全球海洋能的可再生量很大。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織1981年出版物的估計數(shù)字,五種海洋能理論上可再生的總量為766億千瓦。其中溫差能為400億千瓦,鹽差能為300億千瓦,潮汐和波浪能各為30億千瓦,海流能為6億千瓦。但如上所述是難以實現(xiàn)把上述全部能量取出,設(shè)想只能利用較強的海流、潮汐和波浪;利用大降雨量地域的鹽度差,而溫差利用則受熱機卡諾效率的限制。因此,估計技術(shù)上允許利用功率為64億千瓦,其中鹽差能30億千瓦,溫差能20億千瓦,波浪能10億千瓦,海流能3億千瓦,潮汐能1億千瓦(估計數(shù)字)。

  海洋能的強度較常規(guī)能源為低。海水溫差小,海面與500~1000米深層水之間的較大溫差僅為20℃左右;潮汐、波浪水位差小,較大潮差僅7—10米,較大波高僅3米;潮流、海流速度小,較大流速僅4~7節(jié)。即使這樣,在可再生能源中,海洋能仍具有可觀的能流密度。以波浪能為例,每米海岸線平均波功率在最豐富的海域是50千瓦,一般的有5~6千瓦;后者相當(dāng)于太陽能流密度1千瓦/米2)。又如潮流能,最高流速為3米/秒的舟山群島潮流,在一個潮流周期的平均潮流功率達4.5千瓦/米2。海洋能作為自然能源是隨時變化著的。但海洋是個龐大的蓄能庫,將太陽能以及派生的風(fēng)能等以熱能、機械能等形式蓄在海水里,不象在陸地和空中那樣容易散失。海水溫差、鹽度差和海流都是較穩(wěn)定的,24小時不間斷,晝夜波動小,只稍有季節(jié)性的變化。潮汐、潮流則作恒定的周期性變化,對大潮、小潮、漲潮、落潮、潮位、潮速、方向都可以準(zhǔn)確預(yù)測。海浪是海洋中最不穩(wěn)定的,有季節(jié)性、周期性,而且相鄰周期也是變化的。但海浪是風(fēng)浪和涌浪的總和,而涌浪源自遼闊海域持續(xù)時日的風(fēng)能,不象當(dāng)?shù)靥柡惋L(fēng)那樣容易驟起驟止和受局部氣象的影響。

  海洋能的利用目前還很昂貴,以法國的朗斯潮汐電站為例,其單位千瓦裝機投資合1500美元(1980年價格),高出常規(guī)火電站。但在目前嚴(yán)重缺乏能源的沿海地區(qū)(包括島嶼),把海洋能作為一種補充能源加以利用還是可取的。

我國現(xiàn)狀

  發(fā)展過程

  我國海洋能開發(fā)已有近40年的歷史,迄今建成的潮汐電站8座,80年代以來浙江、福建等地對若干個大中型潮汐電站,進行了考察、勘測和規(guī)化設(shè)計、可行性研究等大量的前期準(zhǔn)備工作。總之,我國的海洋發(fā)電技術(shù)已有較好的基礎(chǔ)和豐富的經(jīng)驗,小型潮汐發(fā)電技術(shù)基本成熟,已具備開發(fā)中型潮汐電站的技術(shù)條件。但是現(xiàn)有潮汐電站整體規(guī)模和單位容量還很小,單位千瓦造價高于常規(guī)水電站,水工建筑物的施工還比較落后,水輪發(fā)電機組尚未定型標(biāo)準(zhǔn)化。這些均是我國潮汐能開發(fā)現(xiàn)存的問題。其中關(guān)鍵問題是中型潮汐電站水輪發(fā)電機組技術(shù)問題沒有完全解決,電站造價亟待降低。

  我國波力發(fā)電技術(shù)研究始于70年代,80年代以來獲得較快發(fā)展,航標(biāo)燈浮用微型潮汐發(fā)電裝置已趨商品化,現(xiàn)已生產(chǎn)數(shù)百臺,在沿海海域航標(biāo)和大型燈船上推廣應(yīng)用。與日本合作研制的后彎管型浮標(biāo)發(fā)電裝置,已向國外出口,該技術(shù)屬國際領(lǐng)先水平。在珠江口大萬山島上研建的岸邊固定式波力電站,第一臺裝機容量3kW的裝置,1990年已試發(fā)電成功。“八五”科技攻關(guān)項目總裝機容量20kW的岸式波力試驗電站和8kW擺式波力試驗電站,均已試建成功??傊覈Πl(fā)電雖起步較晚,但發(fā)展很快。微型波力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟,小型岸式波力發(fā)電技術(shù)已進入世界先進行列。但我國波浪能開發(fā)的規(guī)模遠(yuǎn)小于挪威和英國,小型波浪發(fā)電距實用化尚有一定的距離。

  潮流發(fā)電研究國際上開始于70年代中期,主要有美國、日本和英國等進行潮流發(fā)電試驗研究,至今尚未見有關(guān)發(fā)電實體裝置的報導(dǎo)。我國潮流發(fā)電研究始于70年代末,首先在舟山海域進行了8kW潮流發(fā)電機組原理性試驗。80年代一直進行立軸自調(diào)直葉水輪機潮流發(fā)電裝置試驗研究,目前正在采用此原理進行70kW潮流試驗電站的研究工作。在舟山海域的站址已經(jīng)選定。我國已經(jīng)開始研建實體電站,在國際上居領(lǐng)先地位,但尚有一系列技術(shù)問題有待解決。

  近20多年來,受化石燃料能源危機和環(huán)境變化壓力的驅(qū)動,作為主要可再生能源之一的海洋能事業(yè)取得了很大發(fā)展,在相關(guān)高技術(shù)后援的支持下,海洋能應(yīng)用技術(shù)日趨成熟,為人類在下個世紀(jì)充分利用海洋能展示了美好的前景。我國有大陸海岸線長達18000多公里,有大小島嶼6960多個,海島總面積6700平方公里,有人居住的島嶼有430多個,總?cè)丝?50多萬人。沿海和海島既是外向型經(jīng)濟的基地,又是海洋運輸和開發(fā)海洋的前哨,并且在鞏固國防,維護祖國權(quán)益上占有重要地位。改革開放以來,隨著沿海經(jīng)濟的發(fā)展,海島開發(fā)迫在眉睫,能源短缺嚴(yán)重地制約著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高。外商和華僑因海島能源缺乏,不愿投資;駐島部隊用電困難,不利于國防建設(shè);特別是西沙、南沙等遠(yuǎn)離大陸的島嶼,依靠大陸供應(yīng)能源,因供應(yīng)線過長,諸多不便,非常艱苦。為了保證沿海與海島經(jīng)濟持久快速地發(fā)展及人民生活水平的不斷提高,尋求解決能源供應(yīng)緊張的途徑已刻不容緩。

  技術(shù)現(xiàn)狀

  資料顯示,我國從20世紀(jì)80年代開始,在沿海各地區(qū)陸續(xù)興建了一批中小型潮汐發(fā)電站并投入運行發(fā)電。其中最大的潮汐電站是1980年5月建成的浙江省溫嶺市江廈潮汐試驗電站,它也是世界已建成的較大雙向潮汐電站之一。總庫容490萬立方米,發(fā)電有效庫容270萬立方米。這里的最大潮差8.39米,平均潮差5.08米;電站功率3200千瓦。據(jù)了解,江廈電站每晝夜可發(fā)電14~15小時,比單向潮汐電站增加發(fā)電量30%~40%。江廈電站每年可為溫嶺、黃巖電力網(wǎng)提供100億瓦/小時的電能。

  除潮汐能外,重點開發(fā)波浪能和海水熱能。統(tǒng)計顯示,海浪每秒鐘在1平方千米海面上產(chǎn)生20萬千瓦的能量,全世界海洋中可開發(fā)利用的波浪約為27—30億千瓦,而我國近海域波浪的蘊藏量約為1.5億千瓦,可開發(fā)利用量約3000—3500萬千瓦,目前,一些發(fā)達國家已經(jīng)開始建造小型的波浪發(fā)電站。

  而海水熱能是海面上的海水被太陽曬熱后,在真空泵中減壓,使海水變?yōu)檎羝?,然后推動蒸汽輪機而發(fā)電。同時,蒸汽又被引上來,冷卻后回收為淡水。這兩項技術(shù)我國正在研究和開發(fā)中。

  現(xiàn)有電站——江廈潮汐電站

  1980年5月4日,浙江省溫嶺的江廈潮汐電站第一臺機組并網(wǎng)發(fā)電,揭開了中國較大規(guī)模建設(shè)潮汐電站的序幕。該電站裝有6臺500千瓦水輪發(fā)電機組,總裝機容量為3000千瓦,攔潮壩全長670米,水庫有效庫容270萬立方米,是一座規(guī)模不小的現(xiàn)代潮汐電站。它不但為解決浙江的能源短缺作出應(yīng)有的貢獻,而且在經(jīng)濟上亦有競爭能力。江廈潮汐電站的單位造價為每千瓦2500元,與小水電站的造價相當(dāng)。浙江沙山的40千瓦小型潮汐電站,從1959年建成至今運行狀況良好,投資4萬元,收入已超過35萬元。海山潮汐電站裝機150千瓦,年發(fā)電量29萬千瓦時,收入2萬元,并養(yǎng)殖蚶子、魚蝦及制磚,年收入20萬元。

  潮汐發(fā)電有三種形式:一種是單庫單向發(fā)電。它是在海灣(或河口)筑起堤壩、廠房和水閘,將海灣(或河口)與外海隔開,漲潮時開啟水閘,潮水充滿水庫,落潮時利用庫內(nèi)與庫外的水位差,形成強有力的水龍頭沖擊水輪發(fā)電機組發(fā)電。這種方式只能在落潮時發(fā)電,所以叫單庫單向發(fā)電。第二種是單庫雙向發(fā)電,它同樣只建一個水庫,采取巧妙的水工設(shè)計或采用雙向水輪發(fā)電機組,使電站在漲、落潮時都能發(fā)電。但這兩種發(fā)電方式在平潮時都不能發(fā)電。第三種是雙庫雙向發(fā)電。它是在有利條件的海灣建起兩個水庫,漲潮和落潮的過程中,兩庫水位始終保持一定的落差,水輪發(fā)電機安裝在兩水庫之間,可以連續(xù)不斷地發(fā)電。

  潮汐發(fā)電有許多優(yōu)點。例如,潮水來去有規(guī)律,不受洪水或枯水的影響;以河口或海灣為天然水庫,不會淹沒大量土地;不污染環(huán)境;不消耗燃料等。但潮汐電站也有工程艱巨、造價高、海水對水下設(shè)備有腐蝕作用等缺點。但綜合經(jīng)濟比較結(jié)果,潮汐發(fā)電成本低于火電。


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