理论教育 海洋能:未来世界能源之路

海洋能:未来世界能源之路

时间:2023-06-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:海洋能是指潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能以及新近发现的海底甲烷冰等。其中温差能为400亿kW,盐差能为300亿kW,潮汐和波浪能各为30亿kW,海流能为6亿kW。因此,估计技术上允许利用功率为64亿kW,其中盐差能30亿kW,温差能20亿kW,波浪能10亿kW,海流能3亿kW,潮汐能1亿kW。人类首先是从海洋波浪的破坏性认识到其包含的能量,为此我国正在努力开展这方面的技术研究和开发工作,并且已取得一定的成效。

海洋能:未来世界能源之路

地球表面积约为5.1×108km2,其中陆地表面积为1.49×108km2,占29%;海洋面积达3.6×108km2,占71%。以海平面计,全部陆地的平均海拔约为840m,而海洋的平均深度却为380m,整个海水的容积多达1.37×109km3。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,而且还蕴藏着巨大的能量。海洋能是指潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐差能以及新近发现的海底甲烷冰等。根据联合国教科文组织提供资料表明:五种海洋能理论上可再生的能量总量为766亿kW。其中温差能为400亿kW,盐差能为300亿kW,潮汐和波浪能各为30亿kW,海流能为6亿kW。但是难以实现把上述全部能量取出,设想只能利用较强的海流、潮汐和波浪,利用大降雨量地域的盐度差,而温差利用则受热机卡诺效率的限制。因此,估计技术上允许利用功率为64亿kW,其中盐差能30亿kW,温差能20亿kW,波浪能10亿kW,海流能3亿kW,潮汐能1亿kW。如此巨大的再生能源,使人类对于未来寄予了无限美好的憧憬。

潮汐与潮流能来源于月球太阳引力,其他海洋能均来源于太阳辐射,海洋面积占地球总面积的71%,太阳到达地球的能量,大部分落在海洋上空和海水中,部分转化为各种形式的海洋能。海水温差能是热能,低纬度的海面水温较高,与深层冷水存在温度差,而储存着温差热能,其能量与温差的大小和水量成正比;潮汐、潮流、海流、波浪能都是机械能,潮汐能是地球旋转所产生的能量通过太阳和月亮的引力作用而传递给海洋的,并由长周期波储存的能量,潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比;潮流、海流的能量与流速平方和流量成正比;波浪能是一种在风的作用下产生的,并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能,波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比;河口水域的海水盐度差能是化学能,入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差,若隔以半透膜,淡水向海水一侧渗透可产生渗透压力,其能量与压力差和渗透流量成正比。因此,各种能量涉及的物理过程开发技术及开发利用程度等方面存在很大的差异。

我国的潮汐能量相当可观,蕴藏量为1.1亿kW,可开发利用量为2100万kW,每年可发电580亿kW·h。浙江、福建两省岸线曲折,潮差较大,其潮汐能占全国沿海的80%。特别是浙江省的潮汐能蕴藏量尤其丰富,约有1000万kW,钱塘江口潮差达8.9m,是建设潮汐电站最理想的河口。

海流能流密度高,投资小,无须像潮汐能利用那样建造大坝,导致对环境的负面影响,因此更加受到世界各国的重视,其利用方式主要是发电,近年来,我国正在研建海流能电站,并取得了一定的研究成就。(www.daowen.com)

波浪的主要成因是风,波浪中的能量含有位能和动能,在运动中其位能和动能相互转换,波浪的能流密度与波高的平方成正比。人类首先是从海洋波浪的破坏性认识到其包含的能量,为此我国正在努力开展这方面的技术研究和开发工作,并且已取得一定的成效。

从能量形式来看,温差能属于一种热能,由于温差能在发电的同时可以产出淡水,这是开发温差能的优势,我国已在开发温差能方面做了大量的科研工作,预计将会显示出良好的市场前景。

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