5種主要的海洋能源
由于海洋能源是一種可再生的綠色能源,所以海洋科學(xué)家、能源學(xué)家和環(huán)保專(zhuān)家都對開(kāi)發(fā)海洋能源有強烈的興趣。海洋能通常包括潮汐能、波浪能、海洋溫差能、海洋鹽差能和海流能等。根據聯(lián)合國教科文組織的統計數據,這5種海洋能的總量為766億千瓦,相當于25萬(wàn)個(gè)秦山核電站的發(fā)電功率。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風(fēng)能、海洋表面的太陽(yáng)能以及海洋生物質(zhì)能等。
每天海洋都有潮起潮落,這些潮水的能量叫“潮汐能”,是可以用來(lái)發(fā)電的。潮水每日漲落,周而復始,取之不盡,用之不竭。它是一種相對穩定的可靠能源,很少受氣候、水文等自然因素的影響,不存在豐水期和枯水期的變化,全年總發(fā)電量穩定。全球潮汐能的理論蘊藏量約為30億千瓦。我國海岸線(xiàn)曲折漫長(cháng),這些的海岸蘊藏著(zhù)十分豐富的潮汐能資源。我國潮汐能的理論蘊藏量達1.1億千瓦。
波浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢能。海洋中很少有風(fēng)平浪靜的時(shí)候,波浪能是由風(fēng)把能量傳遞給海洋而產(chǎn)生的,它實(shí)質(zhì)上是吸收了風(fēng)能而形成的。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。受到技術(shù)的限制,目前可供利用的波浪能資源僅局限于靠近海岸線(xiàn)的地方。但即使是這樣,在條件比較好的沿海區的波浪能資源貯量大概也超過(guò)20億千瓦。據估計,全世界可開(kāi)發(fā)利用的波浪能達25億千瓦。
在波濤洶涌的海洋中,連海面下的海水也不平靜。這些海水常年流動(dòng),其中蘊藏著(zhù)不少能量。利用海流發(fā)電比陸地上的河流優(yōu)越得多,它既不受洪水的威脅,又不受枯水季節的影響,幾乎以常年不變的水量和一定的流速流動(dòng),完全可成為人類(lèi)可靠的能源。海流能發(fā)電設備制造起來(lái)也相對較簡(jiǎn)單,就像是風(fēng)力發(fā)電機的水下版本。全球“海流能”儲藏量也有幾十億千瓦,我國可利用的海流能約2000萬(wàn)千瓦。
海洋表面和海洋深處的海水的溫度相差很大,這種溫度差中蘊藏的能量叫“溫差能”。早在1926年,阿松瓦爾的學(xué)生克勞德試驗成功海水溫差發(fā)電。首次提出利用海水溫差發(fā)電設想的是法國物理學(xué)家阿松瓦爾。1930年,阿松瓦爾的學(xué)生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10千瓦的功率。據估計,全球溫差發(fā)電的可利用功率在20億千瓦左右,我國可利用的溫差能為1.5億千瓦。
江河入??谑堑拖趟唤绲牡胤?,水中鹽離子的濃度差異也是可以一種利用來(lái)發(fā)電的能量。鹽差發(fā)電一般用半透膜隔開(kāi)淡水和咸水,在鹽離子濃度差異的驅動(dòng)下,淡水可不斷向鹽水滲透而產(chǎn)生水流,從而可以驅動(dòng)渦輪機發(fā)電。全球“鹽差能”達300億千瓦,可利用的能量約為26億千瓦。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(kāi)展了一些研究。但總體上,鹽差能研究還處于實(shí)驗室試驗水平,離實(shí)際應用還有較長(cháng)的路程。
各國紛紛開(kāi)發(fā)海洋能
由于陸地上的礦物燃料日趨枯竭,環(huán)境污染日趨嚴重,世界上一些主要的海洋國家紛紛把目光轉向海洋。
英國從20世紀70年代以來(lái),制定了強調能源多元化的能源政策,鼓勵發(fā)展包括海洋能在內的多種可再生能源。在1992年聯(lián)合國環(huán)境署召開(kāi)的可持續發(fā)展大會(huì )后,為實(shí)現對資源和環(huán)境的保護,英國政府又進(jìn)一步加強了對海洋能源的開(kāi)發(fā)利用,把波浪發(fā)電研究放在新能源開(kāi)發(fā)的首位。
日本是個(gè)島國,國土狹小,資源匾乏,但日本政府和民間產(chǎn)業(yè)界正在充分利用本國的地理環(huán)境條件,大力開(kāi)發(fā)和應用海洋新能源、新技術(shù)。日本在海洋能開(kāi)發(fā)利用方面十分活躍,成立了海洋能轉移委員會(huì ),僅從事波浪能技術(shù)研究的科技單位就有日本海洋科學(xué)技術(shù)中心等10多個(gè),還成立了海洋溫差發(fā)電研究所,取得了舉世矚目的成就。
美國把促進(jìn)可再生能源的發(fā)展作為國家能源政策的基石,由政府加大投入,制定各種優(yōu)惠政策,經(jīng)長(cháng)期發(fā)展,成為世界上開(kāi)發(fā)利用可再生能源最多的國家,其中尤為重視海洋發(fā)電技術(shù)的研究。
法國海洋能資源得天獨厚,擁有漫長(cháng)的海岸線(xiàn)、1100萬(wàn)平方公里的海洋區域。法國早在20世紀60年代就投入巨資建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐發(fā)電站,年發(fā)電量為5億度。法國能源部長(cháng)貝松在2012年表示,近5年來(lái)法國已投入近8000萬(wàn)歐元發(fā)展海洋可再生能源。
面對利用海洋能的熱潮,我國政府也不甘落后,投入了不少的資金進(jìn)行海洋能的研究和開(kāi)發(fā)工作。我國海岸線(xiàn)長(cháng),海域面積大,所以海洋能的開(kāi)發(fā)也具有相當的優(yōu)勢。我國目前是世界上建造潮汐電站最多的國家,早在新中國成立之初,我國就開(kāi)始建立潮汐水電站。我國還是世界上主要的波浪能研究開(kāi)發(fā)國家之一,從20世紀80年代就開(kāi)始了波浪能的研究。
隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我們所利用的能源中將越來(lái)越多來(lái)自海洋?;蛟S某一天,照亮你家電燈的電能就來(lái)自某個(gè)海邊的海洋能發(fā)電站呢! 阿碧






