利用現(xiàn)狀
海洋能可以再生,且取之不盡,用之不竭,不會(huì)造成環(huán)境污染,還可通過綜合利用(如潮汐發(fā)電可利用水庫發(fā)展養(yǎng)殖業(yè))降低成本。在海洋能中,目前有效開發(fā)利用的是潮汐能。
世界上大規(guī)模利用海洋能開始于1968年法國建立的朗斯潮汐電站,此電站裝有24臺(tái)功率相同的機(jī)組,總裝機(jī)24萬千瓦。加拿大芬地灣潮汐電站裝機(jī)462萬千瓦,單機(jī)和總?cè)萘孔畲?。日?250kw容量的波浪能發(fā)電裝置和美國的50kw溫差發(fā)電裝置都已通過實(shí)驗(yàn)。目前國際海洋能的開發(fā)正朝著深層次、大型化和商品化方向發(fā)展。
面臨的問題
很多海洋能至今沒被利用的原因主要有兩方面:一,經(jīng)濟(jì)效益差,成本高。二,一些技術(shù)問題還沒有過關(guān)。盡管如此,不少國家一面組織研究解決這些問題,一面在制定宏偉的海洋能利用規(guī)劃。如法國計(jì)劃到本世紀(jì)末利用潮汐能發(fā)電350億千瓦時(shí),英國準(zhǔn)備修建一座100萬千瓦的波浪能發(fā)電站,美國要在東海岸建造500座海洋熱能發(fā)電站。從發(fā)展趨勢(shì)來看,海洋能必將成為沿海國家,特別是發(fā)達(dá)的沿海國家的重要能源之一。
前景展望
全球海洋能的可再生量很大。根據(jù)聯(lián)合國教科文組織1981年出版物的估計(jì)數(shù)字,五種海洋能理論上可再生的總量為766億千瓦。其中溫差能為400億千瓦,鹽差能為300億千瓦,潮汐和波浪能各為30億千瓦,海流能為6億千瓦。但如上所述是難以實(shí)現(xiàn)把上述全部能量取出,設(shè)想只能利用較強(qiáng)的海流、潮汐和波浪;利用大降雨量地域的鹽度差,而溫差利用則受熱機(jī)卡諾效率的限制。因此,估計(jì)技術(shù)上允許利用功率為64億千瓦,其中鹽差能30億千瓦,溫差能20億千瓦,波浪能10億千瓦,海流能3億千瓦,潮汐能1億千瓦(估計(jì)數(shù)字)。
海洋能的強(qiáng)度較常規(guī)能源為低。海水溫差小,海面與500~1000米深層水之間的較大溫差僅為20℃左右;潮汐、波浪水位差小,較大潮差僅7—10米,較大波高僅3米;潮流、海流速度小,較大流速僅4~7節(jié)。即使這樣,在可再生能源中,海洋能仍具有可觀的能流密度。以波浪能為例,每米海岸線平均波功率在最豐富的海域是50千瓦,一般的有5~6千瓦;后者相當(dāng)于太陽能流密度1千瓦/米2)。
海洋能的利用還很昂貴,以法國的朗斯潮汐電站為例,其單位千瓦裝機(jī)投資合1500美元(1980年價(jià)格),高出常規(guī)火電站。但在嚴(yán)重缺乏能源的沿海地區(qū)(包島嶼),把海洋能作為一種補(bǔ)充能源加以利用還是可取的。我國海洋能開發(fā)已有近40年的歷史,迄今建成的潮汐電站8座,80年代以來浙江、福建等地對(duì)若干個(gè)大中型潮汐電站,進(jìn)行了考察、勘測(cè)和規(guī)化設(shè)計(jì)、可行性研究等大量的前期準(zhǔn)備工作。總之,我國的海洋發(fā)電技術(shù)已有較好的基礎(chǔ)和豐富的經(jīng)驗(yàn),小型潮汐發(fā)電技術(shù)基本成熟,已具備開發(fā)中型潮汐電站的技術(shù)條件。但是現(xiàn)有潮汐電站整體規(guī)模和單位容量還很小,單位千瓦造價(jià)高于常規(guī)水電站,水工建筑物的施工還比較落后,水輪發(fā)電機(jī)組尚未定型標(biāo)準(zhǔn)化。這些均是我國潮汐能開發(fā)現(xiàn)存的問題。其中關(guān)鍵問題是中型潮汐電站水輪發(fā)電機(jī)組技術(shù)問題沒有完全解決,電站造價(jià)亟待降低。
潮流發(fā)電研究國際上開始于70年代中期,主要有美國、日本和英國等進(jìn)行潮流發(fā)電試驗(yàn)研究,至今尚未見有關(guān)發(fā)電實(shí)體裝置的報(bào)導(dǎo)。我國潮流發(fā)電研究始于70年代末,首先在舟山海域進(jìn)行了8kw潮流發(fā)電機(jī)組原理性試驗(yàn)。80年代一直進(jìn)行立軸自調(diào)直葉水輪機(jī)潮流發(fā)電裝置試驗(yàn)研究,目前正在采用此原理進(jìn)行70kw潮流試驗(yàn)電站的研究工作。在舟山海域的站址已經(jīng)選定。我國已經(jīng)開始研建實(shí)體電站,在國際上居領(lǐng)先地位,但尚有一系列技術(shù)問題有待解決。