本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。 简介 海洋占地球表面的71%,以海平面计,全部陆地的平均海拔约为840米,而海洋的平均深度却为380米,整个海水的容积多达1.37×10的8次方平方千米。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,而且蕴藏着巨大的能量。 浩瀚的大海,不仅蕴藏着丰富的矿产资源,更有真正意义上取之不尽,用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源,也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态,就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”,永远不会枯竭,也不会造成任何污染。 [2] 海洋能源的特点 (1) 可再生性: 由于海水潮汐、海流和波浪等运动周而复始, 永不休止,海洋能是可再生能源; (2) 属于一种洁净能源; (3) 能量多变,具有不稳定性,运用起来比较困难; (4) 总量巨大,但分布分散、不均, 能流密度低,利用效率不高,经济性差。 海洋能源分类 潮汐能 潮汐能就是潮汐运动时产生的能量,是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来,到了11-12世纪,法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了二十世纪,潮汐能的魅力达到了高峰,人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计,全世界的海洋潮汐能约有二十亿多千瓦,每年可发电12400万亿度。 今天,世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口,年供电量达5.44亿度。一些专家断言,未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的,浮泛在全球潮汐之上的波浪。 波浪能 波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动 而产生的能量。 波浪能是巨大的,一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高,一个波高5米,波长100米的海浪,在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量,由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算,全球海洋的波浪能达700亿千瓦,可供开发利用的为20-30亿千瓦。每年发电量可达9-万亿度。 海流 除了潮汐与波浪能,海流可以作出贡献,由于海流遍布大洋 ,纵横交错,川流不息,所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流,在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业,当然也是冒险的事业。 海洋温差能 把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能,又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质,海洋的体积又如此之大,所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射,另外还有地球内部向海水放出的热量;海水中放射性物质的放热;海流摩擦产生的热,以及其他天体的辐射能,但99.99%来自太阳辐射。因此,海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一,可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪,直到1926年,他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。 盐度差能 此外,在江河入海口,淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦,其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。 [2] 海洋能源发展存在的问题 近年来,我国海洋可再生能源研究取得了长足进步,但是,与世界先进水平相比,还存在不小差距, 主要原因如下: (1) 我国海洋能源总量巨大,但分布分散、不均, 能流密度低,能量变化大,利用效率不高; ( 2) 海洋能利用技术是海洋、蓄能、土工、水利、机械、材料、发电、输电、可靠性等技术的集成,目前尚不成熟, 致使一次性投资大,与常规能源利用相比,经济性不好,影响海洋能利用的推广; (3) 开发政策不明确,类似江厦潮汐电站的试验性电站较少,科技创新投资力度小; (4) 科研人员的人才结构不合理, 科技队伍高龄化,学科带头人少。 [2] 洋能源发展战略 海洋能源发电在世界各国宏观政策的支持和外部环境的推动及资金的扶持下, 经过多年的科研与试验、开发与利用, 已具备了一定的技术水平和生产基础, 但仍存在着投资大、规小, 获益能力低等问题, 还不具备市场竞争能力。根据海洋能源的发展现状, 为促进我国海洋能的产业化开发, 未来应着重从以下几个方面发展: (一)海洋新能源开发应统筹规划 应该在深入调查研究的基础上明确海洋新能源的长期发展规划,确定发展重点。我国潮汐能电站目前技术比较成熟,但是面临海岸线紧缺、潮差不够大等先天资源不足以及与港口、交通运输和海洋渔业的矛盾突出、社会综合效益不足等难题,自然和社会两方面因素限制了我国潮汐能电站的规模化发展前景。 (二)海洋油气业安全应急需跟上 中国深海油气业在与外资合作开发国能海洋油气资源的同时,也主动与别国开采国外的石油资源,但是总体来说,中国深海资源开发方面的国际程度仍然较低。未形成大规模、全方位的国际合作趋势。 (三)海洋能源开发需海洋权益安全保障 海洋能源开发离不开海洋政策、海洋管理、海洋法律体系、海洋权益等多方面的保障。在国家层面,海洋发展的趋势是促进跨部门、跨行业、跨学科的海洋和海岸带综合管理机制,以整合各行业、各部门的涉海规划和活动。专家认为,尤其要重视海洋权益安全对海洋能源开发的保障作用。 (四) 海洋能源科研体制亟待创新 家医药管理数海洋新能源的利用方式尚处于基础研究阶段,我国海洋能开发研究机制还不适合海洋能开发的客观现实,存在宏观政策不稳定、国家投资强度不够、研究队伍水平不高、评价机制不科学等问题。 [2]