中华石化网讯 每年夏天,当我们在海边游玩的时候,我们是否意识到海洋还是一个巨大的能源宝库呢?近几十年来,各国政府加大了开发海洋的投入。一望无际的汪洋大海,不仅为人类提供航运、水产和丰富的矿藏,而且还蕴藏着巨大的能量。
5种主要的海洋能源
由于海洋能源是一种可再生的绿色能源,所以海洋科学家、能源学家和环保专家都对开发海洋能源有强烈的兴趣。海洋能通常包括潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐差能和海流能等。根据联合国教科文组织的统计数据,这5种海洋能的总量为766亿千瓦,相当于25万个秦山核电站的发电功率。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。
每天海洋都有潮起潮落,这些潮水的能量叫“潮汐能”,是可以用来发电的。潮水每日涨落,周而复始,取之不尽,用之不竭。它是一种相对稳定的可靠能源,很少受气候、水文等自然因素的影响,不存在丰水期和枯水期的变化,全年总发电量稳定。全球潮汐能的理论蕴藏量约为30亿千瓦。我国海岸线曲折漫长,这些的海岸蕴藏着十分丰富的潮汐能资源。我国潮汐能的理论蕴藏量达1.1亿千瓦。
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。海洋中很少有风平浪静的时候,波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它实质上是吸收了风能而形成的。波浪发电是波浪能利用的主要方式,此外,波浪能还可以用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等。受到技术的限制,目前可供利用的波浪能资源仅局限于靠近海岸线的地方。但即使是这样,在条件比较好的沿海区的波浪能资源贮量大概也超过20亿千瓦。据估计,全世界可开发利用的波浪能达25亿千瓦。
在波涛汹涌的海洋中,连海面下的海水也不平静。这些海水常年流动,其中蕴藏着不少能量。利用海流发电比陆地上的河流优越得多,它既不受洪水的威胁,又不受枯水季节的影响,几乎以常年不变的水量和一定的流速流动,完全可成为人类可靠的能源。海流能发电设备制造起来也相对较简单,就像是风力发电机的水下版本。全球“海流能”储藏量也有几十亿千瓦,我国可利用的海流能约2000万千瓦。
海洋表面和海洋深处的海水的温度相差很大,这种温度差中蕴藏的能量叫“温差能”。早在1926年,阿松瓦尔的学生克劳德试验成功海水温差发电。首次提出利用海水温差发电设想的是法国物理学家阿松瓦尔。1930年,阿松瓦尔的学生克劳德在古巴海滨建造了世界上第一座海水温差发电站,获得了10千瓦的功率。据估计,全球温差发电的可利用功率在20亿千瓦左右,我国可利用的温差能为1.5亿千瓦。
江河入海口是淡水和咸水交界的地方,水中盐离子的浓度差异也是可以一种利用来发电的能量。盐差发电一般用半透膜隔开淡水和咸水,在盐离子浓度差异的驱动下,淡水可不断向盐水渗透而产生水流,从而可以驱动涡轮机发电。全球“盐差能”达300亿千瓦,可利用的能量约为26亿千瓦。盐差能的研究以美国、以色列的研究为先,中国、瑞典和日本等也开展了一些研究。但总体上,盐差能研究还处于实验室试验水平,离实际应用还有较长的路程。
各国纷纷开发海洋能
由于陆地上的矿物燃料日趋枯竭,环境污染日趋严重,世界上一些主要的海洋国家纷纷把目光转向海洋。
英国从20世纪70年代以来,制定了强调能源多元化的能源政策,鼓励发展包括海洋能在内的多种可再生能源。在1992年联合国环境署召开的可持续发展大会后,为实现对资源和环境的保护,英国政府又进一步加强了对海洋能源的开发利用,把波浪发电研究放在新能源开发的首位。
日本是个岛国,国土狭小,资源匾乏,但日本政府和民间产业界正在充分利用本国的地理环境条件,大力开发和应用海洋新能源、新技术。日本在海洋能开发利用方面十分活跃,成立了海洋能转移委员会,仅从事波浪能技术研究的科技单位就有日本海洋科学技术中心等10多个,还成立了海洋温差发电研究所,取得了举世瞩目的成就。
美国把促进可再生能源的发展作为国家能源政策的基石,由政府加大投入,制定各种优惠政策,经长期发展,成为世界上开发利用可再生能源最多的国家,其中尤为重视海洋发电技术的研究。
法国海洋能资源得天独厚,拥有漫长的海岸线、1100万平方公里的海洋区域。法国早在20世纪60年代就投入巨资建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐发电站,年发电量为5亿度。法国能源部长贝松在2012年表示,近5年来法国已投入近8000万欧元发展海洋可再生能源。
面对利用海洋能的热潮,我国政府也不甘落后,投入了不少的资金进行海洋能的研究和开发工作。我国海岸线长,海域面积大,所以海洋能的开发也具有相当的优势。我国目前是世界上建造潮汐电站最多的国家,早在新中国成立之初,我国就开始建立潮汐水电站。我国还是世界上主要的波浪能研究开发国家之一,从20世纪80年代就开始了波浪能的研究。
随着技术的不断进步,我们所利用的能源中将越来越多来自海洋。或许某一天,照亮你家电灯的电能就来自某个海边的海洋能发电站呢!
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