摘 要：在參閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析當(dāng)前發(fā)展海洋可再生能源的必要性，簡(jiǎn)要介紹海洋能的主要內(nèi)容；論述海洋能的發(fā)展現(xiàn)狀及當(dāng)前我國(guó)海洋能發(fā)展中存在問(wèn)題，總結(jié)了海洋能的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，指出促進(jìn)海洋能產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展戰(zhàn)略。
關(guān) 鍵 詞：海洋可再生能源；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)；產(chǎn)業(yè)化；發(fā)展戰(zhàn)略
1、海洋可再生能源的研究背景
隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，社會(huì)生活水平的不斷提高，各國(guó)對(duì)能源的需求迅速增長(zhǎng)，可以說(shuō)沒(méi)有能源就沒(méi)有人類的文明。在當(dāng)前的世界能源結(jié)構(gòu)中，人類所利用的能源主要是石油、天然氣、煤炭等化石燃料，這些燃料是不可再生的。正是化石能源的大量利用使其日漸枯竭，也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，已引起世界各國(guó)的高度重視[1]。隨著全球范圍內(nèi)能源危機(jī)的沖擊和環(huán)境保護(hù)及經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的要求，從能源長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略來(lái)看，人類必須尋求一條發(fā)展?jié)崈裟茉吹牡缆?。開(kāi)發(fā)利用新能源和可再生能源成為大多發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家21世紀(jì)能源發(fā)展戰(zhàn)略的基本選擇。
我國(guó)能源更是倚重化石燃料，尤其是煤炭資源，因而引起的環(huán)境污染更為嚴(yán)重。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源供需緊張狀況日益嚴(yán)重，并已持續(xù)多年。21世紀(jì)，我國(guó)在能源開(kāi)發(fā)利用方面面臨資源和環(huán)境兩大壓力，因此，必須改變我國(guó)當(dāng)前能源的開(kāi)發(fā)、利用方式，著重開(kāi)發(fā)新能源和可再生能源，走適合我國(guó)國(guó)情，有利于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展之路[2]。
包括太陽(yáng)能、海洋能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、風(fēng)能和氫能在內(nèi)的新能源和可再生能源被人們普遍認(rèn)為是無(wú)污染的能源資源[3]。因此，大力開(kāi)發(fā)和利用新能源和可再生能源成為減少污染，減排溫室氣體，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一條重要途徑。
海洋占地球表面的71%，作為資源的寶庫(kù)，是地球上尚未充分開(kāi)發(fā)利用的最大領(lǐng)域，同時(shí)又是一種有利于環(huán)保清潔可再生的新能源。由于海洋處于十分重要的地位，因此各國(guó)都在加強(qiáng)發(fā)展海洋科學(xué)技術(shù)，這有利于正在開(kāi)拓中的海洋可再生能源在不久的未來(lái)形成具備一定規(guī)模的海洋產(chǎn)業(yè)。
充分利用海洋潮汐發(fā)電，已成為人類理想的新能源之一。海洋能的利用雖然問(wèn)題很多，難度很大，但是，隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的不斷發(fā)展，人類開(kāi)發(fā)利用海洋能的前景越來(lái)越廣闊。有關(guān)專家預(yù)言：隨著世界科技的飛速發(fā)展，本世紀(jì)將是人類進(jìn)入海洋能源開(kāi)發(fā)利用的新時(shí)代。
2、 海洋能的主要內(nèi)容
海洋能通常是指海洋本身所蘊(yùn)藏的能量，它包括潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能和化學(xué)能，不包括海底或海底下儲(chǔ)存的煤、石油、天然氣等化石能源和“可燃冰”，也不含溶解于海水中的鈾、鋰等化學(xué)能源[4]。
海洋是一個(gè)巨大的能源轉(zhuǎn)換場(chǎng)，據(jù)研究，海洋中再生能源可供利用的能量約為70多億kW，是目前全世界發(fā)電能力的十幾倍。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，各類海洋能全球總儲(chǔ)量和我國(guó)可開(kāi)發(fā)的能量如下表1所示。
表1 各類海洋能全球總儲(chǔ)量及我國(guó)可開(kāi)發(fā)的能量
類別 全球儲(chǔ)量（億kW） 我國(guó)可開(kāi)發(fā)能量（億kW）
潮汐能 17 1.1
波浪能 20 0.23
溫差能 100 1.5
鹽差能 20 1.1
海流能 0.3
化學(xué)能 0.18
海洋能有如下特點(diǎn)：(1)可再生性，由于海水潮汐、海流和波浪等運(yùn)動(dòng)周而復(fù)始，永不休止，所以，海洋能是可再生能源；(2)屬于一種潔凈能源；(3)能量多變，具有不穩(wěn)定性，運(yùn)用起來(lái)比較困難；(4)總量巨大，但分布分散、不均，能流密度低，利用效率不高，經(jīng)濟(jì)性差。
海洋能的用途除發(fā)電外，還可以用于軍事或民用。如鄭成功收復(fù)被荷蘭侵略軍占領(lǐng)的祖國(guó)寶鳥(niǎo)——臺(tái)灣，其艦隊(duì)1661年4月30日從北海道登岸，就利用了潮汐漲落的規(guī)律。潮汐能用作動(dòng)力的例子很多，如900多年以前，宋代修建福建泉州的洛陽(yáng)橋就利用潮汐作“起重機(jī)”來(lái)搬運(yùn)石塊。12世紀(jì)，法國(guó)、英格蘭和蘇格蘭在海邊建潮汐磨坊磨麥子。
3、研究現(xiàn)狀
目前，只有潮汐能發(fā)電技術(shù)比較成熟，其他形式海洋能的應(yīng)用大都還停留在探索階段。
3.1 潮汐能
潮汐能是海水受到月球、太陽(yáng)等天體引力作用而產(chǎn)生的一種周期性海水自然漲落現(xiàn)象，是人類認(rèn)識(shí)和利用最早的一種海洋能。潮汐能發(fā)電與水力發(fā)電的原理、組成基本上是一樣的，也是利用水的能量使水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。問(wèn)題是如何利用海潮所形成的水頭和潮流量，去推動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。海水的垂直漲落運(yùn)動(dòng)稱為潮汐，海水水平運(yùn)動(dòng)叫潮流。人們通常把潮汐和潮流中所包含的機(jī)械能統(tǒng)稱為潮汐能。潮汐能利用一般分兩種形式：一是利用潮汐的動(dòng)能，直接利用潮流前進(jìn)的力量來(lái)推動(dòng)水車、水泵或水輪發(fā)電機(jī)；一是利用潮汐的位能，在電站上下游有落差時(shí)引水發(fā)電。由于利用潮汐的動(dòng)能比較困難，效率又低，所以潮汐發(fā)電多采用后一種形式，潮汐電站就是利用海洋潮位漲、落與庫(kù)水位形成落差進(jìn)行漲落潮發(fā)電。利用潮汐能發(fā)電可以采用單庫(kù)單向、單庫(kù)雙向或雙庫(kù)單向等三種形式[5,6]。
國(guó)外利用潮汐發(fā)電始于歐洲，20世紀(jì)初德國(guó)和法國(guó)已開(kāi)始研究潮汐發(fā)電。世界上最早利用潮汐發(fā)電的是德國(guó)1912年建成的布蘇姆潮汐電站，而法國(guó)則于1966年在希列塔尼米島建成一座最大落差為13.5m、壩長(zhǎng)750m、總裝機(jī)容量24萬(wàn)kW的朗斯河口潮汐電站，年均發(fā)電量為5.44億kW?h，它使潮汐電站進(jìn)入了實(shí)用階段。之后，美、英、加拿大、前蘇聯(lián)、瑞典、丹麥、挪威、印度等國(guó)都陸續(xù)研究開(kāi)發(fā)潮汐發(fā)電技術(shù)，興建各具特色的潮汐電站，并已取得巨大成功。
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