海洋中蘊(yùn)藏著潮汐能、波浪能、海流能、溫差能和鹽差能等自然能源。海洋能分布廣、蘊(yùn)藏量大、可再生、無污染，預(yù)計21世紀(jì)將進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)階段。據(jù)聯(lián)合國教科文組織出版物估計，全世界海洋能總量為766億kW，技術(shù)允許容易的1倍。世界上最大的潮汐電站為法國的朗斯電站，總裝機(jī)24萬kW，年發(fā)電量5．44億kWh。日本是世界上最早使用波能發(fā)電機(jī)的一個國家，它的航標(biāo)燈和燈塔上的波力發(fā)電機(jī)已經(jīng)實(shí)用化了。首先提出利用海水溫差發(fā)電的是法國物理學(xué)家德爾松瓦，他的學(xué)生克勞德在古巴海域建造了世界上第一座海水溫差發(fā)電站。獲得了lOkW功率。此后美國洛克希德公司設(shè)計成功了16kW的海洋溫差發(fā)電站。日本科學(xué)家在海水溫差發(fā)電上也取得了成功，他們?yōu)槟咸窖箬斣O(shè)計了lOOkW功率的發(fā)電站，是世界上第一座商用溫差發(fā)電站。
日本是個島國，國土狹小，資源匱乏，但日本政府和民間產(chǎn)業(yè)界充分利用本國的地理環(huán)境條件，大力開發(fā)和應(yīng)用海洋新能源、新技術(shù)。從裝置的設(shè)計到實(shí)際功能，日本人用自己的智慧不斷地開發(fā)著新的能源，并已取得了舉世矚目的成就。
一、浪力及潮流發(fā)電
日本海上保安廳從20世紀(jì)50年代初就著手對自然能源的研究開發(fā)。作為海上交通航路標(biāo)記的燈塔、燈標(biāo)以及浮在海上的浮燈標(biāo)等，很多都是建在孤島和巖礁上的，所以，它們需要有獨(dú)自的電力供應(yīng)。
日本沿海有約5500處航路標(biāo)記，現(xiàn)在，其中約3000處航路標(biāo)記在利用自然能源。據(jù)有關(guān)人員介紹，利用自然能源的航路標(biāo)記設(shè)施最終要達(dá)到80％。
在自然能源的利用中，最多的是太陽能發(fā)電，其次就是浪力發(fā)電。浪力發(fā)電的原理是，將波浪或浪濤造成的海面上下波動轉(zhuǎn)換成氣壓，然后，利用氣壓的力量來推動渦輪機(jī)發(fā)電。第一臺浪力發(fā)電機(jī)組是1965年投入使用的，它用于為大阪灣海面上的浮燈標(biāo)供電。
在“以海洋能源來保護(hù)大海的安全”的宗旨下，2002年，海上保安廳還引進(jìn)了使用潮流發(fā)電的浮燈標(biāo)。所謂潮流發(fā)電，是利用海潮水流推動渦輪機(jī)來進(jìn)行發(fā)電。這些利用自然能源進(jìn)行發(fā)電的裝置，缺點(diǎn)在于發(fā)電量受氣候影響的左右。為了保證更加穩(wěn)定的電力供應(yīng)，海上保安廳正在研究太陽能發(fā)電與浪力發(fā)電的并用，夏季經(jīng)常是陽光強(qiáng)烈但海面平靜，這時就以太陽能發(fā)電為主；而冬季，因天氣陰沉且海濤洶涌的日子較多，所以則以浪力發(fā)電為主。
二、海洋溫差發(fā)電
所謂海洋溫差發(fā)電，是利用大海表層與深層的溫差來生電。其方法是，用表層梅水對沸點(diǎn)較低的氨水進(jìn)行熱化，并使之蒸發(fā)，用其蒸汽來推動渦輪機(jī)。然后，用冰冷的深層海水對蒸汽進(jìn)行冷卻，使之還原為氨水，如此周而復(fù)始。
在海洋里有利用潛能更大的“溫差”。海水是越到深處越冷，在低緯度地區(qū)，海面以下1000米處和接近海面之間的溫差能達(dá)到20一15℃。
19世紀(jì)就有人考慮利用海水的溫差發(fā)電。但是從海中取水需要消耗能源。如果發(fā)出的電不能大大超過取水所使用的能源，那么發(fā)電就沒有任何意義—在這種情況下，日本佐賀大學(xué)海洋能源研究中心的上原春男教授從1973年著手開發(fā)，經(jīng)過長期反復(fù)摸索，1994年成功地發(fā)明出一種高效熱交換機(jī)，被稱為“上原循環(huán)”的新方式。其基本原理是氨和水的混合物。通過把兩個循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來，大大提高了效率。
佐賀大學(xué)海洋能源研究中心在2002年被“21世紀(jì)COH計劃”選中后，在2003年建成了新的實(shí)驗(yàn)據(jù)點(diǎn)一—伊萬里附屬設(shè)施。目前正在利用30千瓦的發(fā)電裝置進(jìn)行實(shí)證性實(shí)驗(yàn)。 如果再配上海水淡化裝置的話，在發(fā)電的同時能得到淡水和深層水。它們可以作為礦泉水來飲用。電解后還能得到燃料電池用的氫。富有養(yǎng)分的深層水回灌海洋后還能形成新的漁場。
來源：上海情報服務(wù)平臺
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