我国海洋能源亟待开发利用

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　　伴随地球陆地矿物燃料的日趋枯竭和污染日趋严重，世界主要海洋国家纷纷将目光转向蕴藏丰富能源的海洋，并不断加大科技和资金投入，以期在开发利用海洋能源的“争夺战”中抢得先机。作为世界能源消费大国和海洋大国，如何有效利用清洁、可再生的海洋能源已成为未来我国能源战略的重要选择。我国亟待从潮汐发电、波浪发电和海洋温差发电等途径加大对海洋能源的开发利用，以缓解日益严峻的能源紧张形势。
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　－－丰富的海洋能成未来我国能源战略重要选择
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2 y/ o- Q& C' l8 N' R: ?  Y" m　　我国拥有巨大的海洋能源潜力。海洋能源包括潮汐能、波浪能、海洋温差能、盐梯度能和洋流能等多种能源，其中潮汐能是一种利用水位变化所产生的位能及水流所产生的动能（潮流能）而获得的一有效能源；波浪能是因波浪上下波动浮力，ＴＭＭ向波压力或波浪所引起的水中压力变化而产生的能源；海洋温差能是利用深部海水与表面海水的温度差产生有用的能源等。

6 h4 y5 [; g2 l# d' K* W　　我国大陆海岸线长达１８０００多千米，拥有６５００多个大小岛屿，海岛的岸线总长约１４０００多千米，海域面积达４７０多万平方千米，海洋能源十分丰富，达５亿多千瓦。其中，潮汐能资源约为１．１亿千瓦，大部分分布在浙江、福建两省，约为全国总量的８１％；沿岸波浪能的总功率为０．７亿千瓦，主要分布在广东、福建、浙江、海南和台湾的附近海域；海流能的蕴藏量为０．５亿千瓦，主要分布在浙江、福建等省；海洋温差能约为１．５亿千瓦；另外，流经东海的动力能源黑潮估计约为０．２亿千瓦。

　　而在海洋能开发利用方面，我国目前已建有潮汐发电站总装机容量５９３０千瓦，年发电量１０２１万千瓦时，同时波浪发电试验电站也在建设之中。

. e- E* p3 b* `& K2 n　　有关专家指出，海洋能源之蕴藏可观，若能将其充分开发应用，除可降低消费能源之外，更可兼顾日益受重视的环境保护观念，并可通过发展海洋能源发电应用研究，建立国内海洋科技基础，为将来我国进一步开发整体性海洋资源奠定基础。海洋能源成为未来我国能源发展战略的重要选择。
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2 D/ t& Y, d7 F. x  ?- }5 d8 ^% |. u7 T　　－－世界主要国家开发海洋能源现状
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3 b, n9 V, R" c. y2 i, `　　随着陆地矿物燃料日趋枯竭和污染已趋严重，世界上一些主要的海洋国家纷纷把目光转向海洋，加大投入，促进和加快了人类开发利用海洋的步伐，均投入了大量的人力物力，摸清资源状况，制定发展计划，组织科技项目到实用技术的试验。
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　　如英国从２０世纪７０年代以来，制定了强调能源多元化的能源政策，鼓励发展包括海洋能在内的多种可再生能源。１９９２年联合国环发大会后，为实现对资源和环境的保护，英国又进一步加强了对海洋能源的开发利用，把波浪发电研究放在新能源开发的首位，曾因投资多，技术领先而著称、在苏格兰西海岸兴建了一座装机容量２万千瓦的固定式波力电站。在潮汐能开发利用方面，英国也进行了大规模的可行性研究和前期开发研究，并计划在１９９７年在塞汶河口建造一座装机容量为８．６４兆瓦，年发电量约为１７０亿千瓦时的潮汐电站。目前，英国已具有建造各种规模潮汐电站的技术力量，并认为是极有潜力的世界市场。

　　美国把促进可再生能源的发展作为国家能源政策的基石，由政府加大投入，制定了各种优惠政策，经过长期发展，已成为世界上开发利用可再生能源最多的国家，其中尤为重视海洋发电技术的研究。１９７９年，美国在夏威夷岛西部沿岸海域建成一座称为ＭＩＮＩ－ＯＴＣＥ温差发电装置，其额定功率达５０千瓦，净出力达１８．５千瓦，是世界上首次从海洋温差能获得具有实用意义的电力。

5 w) H* r1 G( e- X: h! w  [& s) Z　　日本在海洋能开发利用方面也十分活跃，已成立了海洋能转移委员会，仅从事波浪能技术研究的科技单位就有日本海洋科学技术中心等１０多个，同时还成立了海洋温差发电研究所，并在海洋热能发电系统和换热器技术上已领先于美国，取得了举世瞩目的成就。
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; C- j, }6 X! ^* n9 b$ ?2 i) j　　而法国早在上个世纪６０年代就投入巨资建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐发电站，装机容量达２４万千瓦，年发电量５亿千瓦时的朗斯潮汐电站。
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3 [. u# y# T( y3 C7 k- j+ z印度面对能源供应不足、电力短缺的困境，在海洋能等可再生能源的开发利用上也逐渐加大投入，从减免所得税和关税、建立专门贷款机构、吸引外资以及加快折旧等多方面实施优惠政策，使其在短短的两三年内一跃跨入世界可再生能源开发利用的先进行列。１９９４年，印度用５亿美元在泰米尔纳德邦近海引入美国技术，建立了一座１０万千瓦的海洋温差发电装置。

, H4 \+ v* I: m- E　－－我国海洋能源开发利用主要途径分析

: @0 R' U4 g) r" f　　针对当前我国开发利用海洋能源的现状，未来我国发展海洋能源应主要通过以下三种途径：

7 ?: R; d7 A* o2 Z　　一是潮汐发电。海水水位因引力作用产生高低落差现象称之为潮汐，而潮汐发电便是利用此一位能转换而获得电能的方法。通常在海湾或河口地区围筑蓄水池，在围堤适当地点另筑可供海水流通的可控制闸门，并于闸门处设置水轮发电机，涨潮时海水经由闸门流进蓄水池并推动水轮机发电，退潮时海水亦经闸门流出并推动水轮机发电，如此双向流发电装置是目前潮汐发电的主要应用方式。开发潮差发电若以目前低水头水轮机应用技术而言，基本上只要有１米的潮差及可供围筑潮池的地形即可应用发电。潮汐发电是海洋能中技术最成熟和利用规模最大的一种。全世界潮汐电站的总装机容量为２６５兆瓦，我国为５．６４兆瓦。
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　　作为世界上建造潮汐电站最多的国家，我国在２０世纪５０年代至７０年代先后建造了近５０座潮汐电站，但据８０年代初的统计，只有８个电站仍正常运行发电。其中，江厦电站是我国最大的潮汐电站，目前已正常运行近２０年。
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) P" ~( f0 g9 K: S1 b7 E8 [　　据了解，作为国家“六五”重点科技攻关项目，江厦电站研建总投资为１１３０万人民币，１９７４年开始研建，１９８０年首台５００千瓦机组开始发电，至１９８５年完成。电站共安装５００千瓦机组一台，６００千瓦机组一台和７００千瓦机组３台，总容量３．２兆瓦。电站为单库双作用式，设计年发电量为１０．７×１０６千瓦时。１９９６年全年的净发电为５．０２×１０６千瓦时，约为设计值的一半，主要原因为机组运行的设计状态有差别。同时，机组的保证率、运行控制方式等也都需要提高。

' b7 v+ O* g" H+ V3 f0 o  v　　专家介绍，潮汐发电的关键技术包括潮汐发电机组、水工建筑、电站运行和海洋环境等。我国６０年代和７０年代初建的潮汐电站技术水平相对较低，但江厦电站属技术上较成熟的电站。从总体上看，江厦电站是成功的，为我国潮汐电站的建造提供了较全面的技术，同时也为潮汐电站的运行、管理和多种经营等积累了丰富的经验，而我国仍需加大对潮汐发电领域的研究与投入。
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& ~, b; D+ K) @% S　　二是波浪发电。波浪发电即是以波浪发电装置将海浪动能转换成电能。为有效吸收波能，波浪发电装置的运转型式完全依据波浪的上下振动特性而设计，利用稳定运动机制撷取波浪动能，然后再加以利用来发电。虽然波浪发电具有无污染以及不必耗费燃料的优点，然而其波浪的不稳定性及发电设备需固定于海床上，承受海水之腐蚀、浪潮侵袭破坏，以及效率不够显著、施工及维修成本相对过高等问题，限制了目前波浪发电之发展，致使波能发电系统研究开发成长趋缓。
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　　作为世界上主要的波能研究开发国家之一，我国从２０世纪８０年代初开始，主要对固定式和漂浮式振荡水柱波能装置以及摆式波能装置等进行了研究。１９８５年中科院广州能源研究所开发成功利用对称翼透平的航标灯用波浪发电装置。经过十多年的发展，我国已有６０瓦至４５０瓦的多种型号产品并多次改进，目前已累计生产６００多台在我国沿海使用，并出口到日本等国家。“七五”期间，由中科院广州能源研究所牵头，在珠海市大万山岛研建了一座波浪电站并于１９９０年试发电成功。电站装机容量３千瓦，对称翼透平直径０．８米。“八五”期间，在原国家科委的支持下，由中科院广州能源研究所和国家海洋局天津海洋技术所分别研建了２０千瓦岸式电站、５千瓦后弯管漂浮式波力发电装置和８千瓦摆式波浪电站，均试发电成功。
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　　“九五”期间，在科技部科技攻关计划支持下，广州能源研究所正在广东汕尾市遮浪研建１００千瓦岸式振荡水柱电站，２０００年建成发电。同时，由天津国家海洋局海洋技术所研建的１００千瓦摆式波力电站，已在青岛即墨大官岛试运行成功。

/ ?$ B: L0 U0 v% e$ U　　针对开发利用波浪发电的难度，专家指出，今后我国新能源和可再生能源产业化发展的扶持方向，应根据需要和可能有选择地支持波浪发电企业，通过给予更多优惠政策和技术扶持，促进波浪发电产业的发展。

% T3 X& A0 W% P4 \8 ?5 e7 {; f# }　　三是海洋温差发电。海洋温差发电之工作原理与目前使用之火力、核能发电原理相类似，首先是利用表层海水蒸发低蒸发温度之工作流体如氨、丙烷或氟利昂，使其汽化推动涡轮发电机发电，然后利用深层冷海水冷却工作流体成液态，再予反复使用。

　　１９８０年，台湾电力公司曾计划将第３和第４号核电厂余热和海洋温差发电并用。经过３年的调查研究，认为台湾东岸及南部沿海有开发海洋热能的自然条件，并初步选择在花莲县的和平溪口、石梯坪及台东县的樟原等三地做厂址，并与美国进行联合研究。
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　　１９８５年，中国科学院广州能源研究所开始对温差利用中的一种“雾滴提升循环”方法进行研究。这种方法的原理是利用表层和深层海水之间的温差所产生的焓降来提高海水的位能。据计算，温度从２０℃降到７℃时，海水所释放的热能可将海水提升至１２５米的高度，然后再利用水轮机发电。此方法可以大大减小系统的尺寸，并提高温差能量密度。１９８９年，中国科学院广州能源研究所在实验室实现了将雾滴提升到２１米的高度记录，同时还对开式循环过程进行了实验室研究，建造了两座容量分别为１０瓦和６０瓦的试验台。

　　根据一系列已完成研究的结果显示，就技术可行性而言，与建一座温差电厂之最大挑战包括大管径冷水管的设计、制造与建设，大型海上平台的设计与建造，以及高效率海底电力输送电缆等三项关键技术，全世界尚无成功案例可循。而就经济可行性言，即使将水产养殖副产品经济价值考虑在内，温差发电之成本尚难与燃煤、燃油及核能等传统发电方式竞争。以目前我国海洋工程的实力（经费与技术方面），我国无法独立发展海洋温差发电技术，未来应积极参与国外先进国家（如美国、日本）相关技术的研发，并有效利用海洋温差的天然资源。
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来源：新华社
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