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)前我國海洋能發(fā)展中存在問題，總結(jié)了海洋能的未來發(fā)展趨勢，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；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，社會生活水平的不斷提高，各國對能源的需求迅速增長，可以說沒有能源就沒有人類的文明。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，也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題，已引起世界各國的高度重視[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，從能源長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略來看，人類必須尋求一條發(fā)展?jié)崈裟茉吹牡缆贰ｉ_發(fā)利用新能源和可再生能源成為大多發(fā)達(dá)國家和部分發(fā)展中國家21世紀(jì)能源發(fā)展戰(zhàn)略的基本選擇。
我國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)，我國在能源開發(fā)利用方面面臨資源和環(huán)境兩大壓力，因此，必須改變我國當(dāng)前能源的開發(fā)、利用方式，著重開發(fā)新能源和可再生能源，走適合我國國情，有利于社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展之路[2]。
包括太陽能、海洋能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋L(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)為是無污染的能源資源[3]。因此，大力開發(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，是地球上尚未充分開發(fā)利用的最大領(lǐng)域，同時又是一種有利于環(huán)保清潔可再生的新能源。由于海洋處于十分重要的地位，因此各國都在加強(qiáng)發(fā)展海洋科學(xué)技術(shù)，這有利于正在開拓中的海洋可再生能源在不久的未來形成具備一定規(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，人類開發(fā)利用海洋能的前景越來越廣闊。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)入海洋能源開發(fā)利用的新時代。
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]。
海洋是一個巨大的能源轉(zhuǎn)換場，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，各類海洋能全球總儲量和我國可開發(fā)的能量如下表1所示。
表1 各類海洋能全球總儲量及我國可開發(fā)的能量
類別 全球儲量（億kW） 我國可開發(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)的祖國寶鳥——臺灣，其艦隊1661年4月30日從北海道登岸，就利用了潮汐漲落的規(guī)律。潮汐能用作動力的例子很多，如900多年以前，宋代修建福建泉州的洛陽橋就利用潮汐作“起重機(jī)”來搬運(yùn)石塊。12世紀(jì)，法國、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。問題是如何利用海潮所形成的水頭和潮流量，去推動水輪發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。海水的垂直漲落運(yùn)動稱為潮汐，海水水平運(yùn)動叫潮流。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：一是利用潮汐的動能，直接利用潮流前進(jìn)的力量來推動水車、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引水發(fā)電。由于利用潮汐的動能比較困難，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)電可以采用單庫單向、單庫雙向或雙庫單向等三種形式[5,6]。
國外利用潮汐發(fā)電始于歐洲，20世紀(jì)初德國和法國已開始研究潮汐發(fā)電。世界上最早利用潮汐發(fā)電的是德國1912年建成的布蘇姆潮汐電站，而法國則于1966年在希列塔尼米島建成一座最大落差為13.5m、壩長750m、總裝機(jī)容量24萬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、印度等國都陸續(xù)研究開發(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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