海洋本身所特有的自然能。一般包括海水的机械能,海水的热能以及海水的化学能。其中有潮汐能、潮流能、波浪能、海流能、热能以及盐差能等。它是再生能源的一种,储量大,可周而复始地产生,取之不尽,用之不竭,不产生废物,有利环境保护。开发利用海洋能一般在海上或邻近海域进行,不占地,还可围垦造地综合利用,改善自然景观。海洋能的能量密度低,与常规能源相比,具有不连续性和许多技术不成熟的问题。
海洋本身所特有的自然能。一般包括海水的机械能,海水的热能以及海水的化学能。其中有潮汐能、潮流能、波浪能、海流能、热能以及盐差能等。它是再生能源的一种,储量大,可周而复始地产生,取之不尽,用之不竭,不产生废物,有利环境保护。开发利用海洋能一般在海上或邻近海域进行,不占地,还可围垦造地综合利用,改善自然景观。海洋能的能量密度低,与常规能源相比,具有不连续性和许多技术不成熟的问题。中国海洋能理论蕴藏量约10.4亿千瓦,主要分布在东南沿海。开发利用海洋能对解决沿海农村及海岛的能源短缺,有重要意义。
天体运动引起海水周期性垂直涨落所具有的势能。潮汐主要是由于月球对地球的引力,其次是太阳的引力而产生,其大小和类型还与地理位置、地形以及水量分布有关。中国的沿海潮汐主要是太平洋潮汐传入引起的,另外还有独立形成的潮汐。其类型和潮差分布比较复杂(见图),就世界范围而言,中国的潮差属中等,潮汐能资源理论蕴藏量为1.9亿千瓦,可开发利用的装机容量约为2000万千瓦,可开发的年发电量约为600亿千瓦时。福建和浙江两省占全国可开发利用的装机容量的88%,中国潮汐能资源分布情况见表1。由于中国海岸线曲折多湾,适合建造500千瓦以下装机容量潮汐发电站的站址较多,现有运行正常的潮汐电站15座,是世界上开发潮汐电站最多的国家。目前世界上最大的潮汐电站是法国的朗斯电站。潮汐动力站的主要原理是,在涨潮时把海水蓄在水库里,使水库水面和海面形成水位差推动水轮机旋转(见潮汐能发电)。
中国沿海潮汐能分布图
表1 中国潮汐能资源分布情况
潮汐引起海水水平方向上的流动所具有的动能。潮流与潮汐共存,潮流能的大小不仅与潮差大小有直接关系,还与地形及水深有着重要的关系。中国的潮流能主要分布在东海沿岸及岛屿,尚未作过统一勘查。一般潮流发电都是利用潮流冲击水轮机使其转动带动发电机发电。这种装置虽然发电原理简单,但实施起来会遇到许多工程难题。
海水在外力作用下(主要是风力)产生波动所具有的能量。一般用波能密度表示大小。中国波浪能理论蕴藏量为1.5亿千瓦,平均波能密度小于10千瓦/米。由于中国海岸地形复杂多变,岸线较长约3.2万千米(包括海岛岸线),平均波能密度分布极不均衡,其分布状况见表2。中国的波浪能受南北季风及台风影响在一年中分布也极不平衡,连续稳定性差,平均波能密度较小,开发技术尚不成熟,影响波浪能的利用。
表2 中国9个岛点平均波能密度分布情况
波浪能的开发主要用于发电,挪威建成的振荡式及聚波式波浪发电系统已投入商业运行。日本用于航标灯的小型波浪发电装置已在世界许多航道上加以采用。中国于1982年由交通部门研制成功的航标灯波浪发电装置有10台正在试用。波浪能的开发方式分陆上式和海上式两种,主要原理是把波浪的波动,通过机械转换,带动发电机发电,或利用波浪的波动,使空腔中的空气推动涡轮机定向旋转,涡轮机带动发电机发电。
表层海水接受来自太阳的辐射热,而储存在海水中的能量。一般是用500米以下的低温海水与表层海水的温度差发电,所以也把海洋热能称作海洋温差能。在某些海域,海洋表层与深海(800米以下)海水温差可达18~20℃,具备这个条件方可利用。中国海洋热能理论蕴藏量为5亿千瓦,主要分布在南海及台湾省东海岸以外的海域。开发方式主要分开式循环和闭式循环两种,是利用表层海水蒸发或使工质蒸发推动涡轮机旋转。美国与日本都已经建立了温差发电站,日本曾于1981年在脑鲁共和国建造了陆上式试验性温差发电站。中国开发海洋热能处于实验室研究阶段。
由于风、温度差、密度不均及地球自转等原因形成的海水有规律的流动所具有的动能。中国近海的海流除风海流外主要是外来洋流——黑潮及其分支和当地生成的沿岸流。海流流速较小,但流量是可观的,理论蕴藏量为1亿千瓦。利用海流可以助航,了解海流对海上运输及渔业生产有重要意义。世界上研究海流发电还处于实验室研究阶段。
即盐差能。有些科学家正在研究利用沿海江河入海口处盐水与淡水的盐差形成的渗透压,目前还没有应用实例。
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