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向海洋要能源

   2013-06-24 中華石化網新民晚報

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中華石化網訊 每年夏天,當我們在海邊游玩的時候,我們是否意識到海洋還是一個巨大的能源寶庫呢?近幾十年來,各國政府加大了開發海洋的投入。一望無際的汪洋大海,不僅為人類提供航運、水產和豐富的礦藏,而且還蘊藏著巨大的能量。

5種主要的海洋能源

由于海洋能源是一種可再生的綠色能源,所以海洋科學家、能源學家和環保專家都對開發海洋能源有強烈的興趣。海洋能通常包括潮汐能、波浪能、海洋溫差能、海洋鹽差能和海流能等。根據聯合國教科文組織的統計數據,這5種海洋能的總量為766億千瓦,相當于25萬個秦山核電站的發電功率。更廣義的海洋能源還包括海洋上空的風能、海洋表面的太陽能以及海洋生物質能等。

每天海洋都有潮起潮落,這些潮水的能量叫“潮汐能”,是可以用來發電的。潮水每日漲落,周而復始,取之不盡,用之不竭。它是一種相對穩定的可靠能源,很少受氣候、水文等自然因素的影響,不存在豐水期和枯水期的變化,全年總發電量穩定。全球潮汐能的理論蘊藏量約為30億千瓦。我國海岸線曲折漫長,這些的海岸蘊藏著十分豐富的潮汐能資源。我國潮汐能的理論蘊藏量達1.1億千瓦。

波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。海洋中很少有風平浪靜的時候,波浪能是由風把能量傳遞給海洋而產生的,它實質上是吸收了風能而形成的。波浪發電是波浪能利用的主要方式,此外,波浪能還可以用于抽水、供熱、海水淡化以及制氫等。受到技術的限制,目前可供利用的波浪能資源僅局限于靠近海岸線的地方。但即使是這樣,在條件比較好的沿海區的波浪能資源貯量大概也超過20億千瓦。據估計,全世界可開發利用的波浪能達25億千瓦。

在波濤洶涌的海洋中,連海面下的海水也不平靜。這些海水常年流動,其中蘊藏著不少能量。利用海流發電比陸地上的河流優越得多,它既不受洪水的威脅,又不受枯水季節的影響,幾乎以常年不變的水量和一定的流速流動,完全可成為人類可靠的能源。海流能發電設備制造起來也相對較簡單,就像是風力發電機的水下版本。全球“海流能”儲藏量也有幾十億千瓦,我國可利用的海流能約2000萬千瓦。

海洋表面和海洋深處的海水的溫度相差很大,這種溫度差中蘊藏的能量叫“溫差能”。早在1926年,阿松瓦爾的學生克勞德試驗成功海水溫差發電。首次提出利用海水溫差發電設想的是法國物理學家阿松瓦爾。1930年,阿松瓦爾的學生克勞德在古巴海濱建造了世界上第一座海水溫差發電站,獲得了10千瓦的功率。據估計,全球溫差發電的可利用功率在20億千瓦左右,我國可利用的溫差能為1.5億千瓦。

江河入海口是淡水和咸水交界的地方,水中鹽離子的濃度差異也是可以一種利用來發電的能量。鹽差發電一般用半透膜隔開淡水和咸水,在鹽離子濃度差異的驅動下,淡水可不斷向鹽水滲透而產生水流,從而可以驅動渦輪機發電。全球“鹽差能”達300億千瓦,可利用的能量約為26億千瓦。鹽差能的研究以美國、以色列的研究為先,中國、瑞典和日本等也開展了一些研究。但總體上,鹽差能研究還處于實驗室試驗水平,離實際應用還有較長的路程。

各國紛紛開發海洋能

由于陸地上的礦物燃料日趨枯竭,環境污染日趨嚴重,世界上一些主要的海洋國家紛紛把目光轉向海洋。

英國從20世紀70年代以來,制定了強調能源多元化的能源政策,鼓勵發展包括海洋能在內的多種可再生能源。在1992年聯合國環境署召開的可持續發展大會后,為實現對資源和環境的保護,英國政府又進一步加強了對海洋能源的開發利用,把波浪發電研究放在新能源開發的首位。

日本是個島國,國土狹小,資源匾乏,但日本政府和民間產業界正在充分利用本國的地理環境條件,大力開發和應用海洋新能源、新技術。日本在海洋能開發利用方面十分活躍,成立了海洋能轉移委員會,僅從事波浪能技術研究的科技單位就有日本海洋科學技術中心等10多個,還成立了海洋溫差發電研究所,取得了舉世矚目的成就。

美國把促進可再生能源的發展作為國家能源政策的基石,由政府加大投入,制定各種優惠政策,經長期發展,成為世界上開發利用可再生能源最多的國家,其中尤為重視海洋發電技術的研究。

法國海洋能資源得天獨厚,擁有漫長的海岸線、1100萬平方公里的海洋區域。法國早在20世紀60年代就投入巨資建造了至今仍是世界上容量最大的潮汐發電站,年發電量為5億度。法國能源部長貝松在2012年表示,近5年來法國已投入近8000萬歐元發展海洋可再生能源。

面對利用海洋能的熱潮,我國政府也不甘落后,投入了不少的資金進行海洋能的研究和開發工作。我國海岸線長,海域面積大,所以海洋能的開發也具有相當的優勢。我國目前是世界上建造潮汐電站最多的國家,早在新中國成立之初,我國就開始建立潮汐水電站。我國還是世界上主要的波浪能研究開發國家之一,從20世紀80年代就開始了波浪能的研究。

隨著技術的不斷進步,我們所利用的能源中將越來越多來自海洋。或許某一天,照亮你家電燈的電能就來自某個海邊的海洋能發電站呢!

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