海洋能的資源儲(chǔ)量與分布
2006/6/28 14:45:35 電源在線網(wǎng)
在我國大陸沿岸和海島附近蘊(yùn)藏著較豐富的海洋能資源，至今卻尚未得到應(yīng)有的開發(fā)。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國沿岸和海島附近的可開發(fā)潮汐能資源理論裝機(jī)容量達(dá)2179萬kW，理論年發(fā)電量約624億kWH，波浪能理論平均功率約1285萬kW，潮流能理論平均功率1394萬kW，這些資源的90%以上分布在常規(guī)能源嚴(yán)重缺乏的華東滬浙閩沿岸。特別浙閩沿岸在距電力負(fù)荷中心較近就有不少具有較好的自然環(huán)境條件和較大開發(fā)價(jià)值的大中型潮汐電站站址，不少已經(jīng)做過大量的前期工作，已具備近期開發(fā)的條件。
一、潮汐能
潮汐能是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能，其利用原理和水力發(fā)電相似。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比。或者說，與潮差的平方和水庫的面積成正比。和水力發(fā)電相比，潮汐能的能量密度很低，相當(dāng)于微水頭發(fā)電的水平。世界上潮差的較大值約為13—15m，我國的最大值（杭州灣澉浦）為8.9m。一般說來，平均潮差在3m以上就有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
潮汐能利用的主要方式是發(fā)電。通過貯水庫，在漲潮時(shí)將海水貯存在貯水庫內(nèi)，以勢能的形式保存，然后，在落潮時(shí)放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。潮汐電站的功率和落差及水的流量成正比。但由于潮汐電站在發(fā)電時(shí)貯水庫的水位和海洋的水位都是變化的（海水由貯水庫流出，水位下降，同時(shí)，海洋水位也因潮汐的作用而變化）。因此，潮汐電站是在變功況下工作的，水輪發(fā)電機(jī)組和電站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮變功況，低水頭、大流量以及防海水腐蝕等因素，遠(yuǎn)比常規(guī)的水電站復(fù)雜，效率也低于常規(guī)水電站。潮汐電站按照運(yùn)行方式和對設(shè)備要求的不同，可以分成單庫單向型、單庫雙向型和雙庫單向型三種。
根據(jù)我國潮汐能資源調(diào)查統(tǒng)計(jì)，對可開發(fā)裝機(jī)容量大于500kW的壩址和可開發(fā)裝機(jī)容量200-1000kW的壩址共有424處港灣、河口，可開發(fā)裝機(jī)容量200kW以上的潮汐資源，總裝機(jī)容量為2179萬kW，年發(fā)電量約624億kWh。這些資源在沿海的分布是不均勻的，以福建和浙江為最多，站址分別為88處和73處，裝機(jī)容量分別是1033萬kW和891萬kW，兩省合計(jì)裝機(jī)容量占全國總量的88.3%。其次是長江口北支（屬上海和江蘇）和遼寧、廣東裝機(jī)容量分別為70.4萬kW和59.4萬kW和57.3萬kW，其它省區(qū)則較少，江蘇沿海（長江口除外）最少，裝機(jī)容量僅0.11萬kW。
浙江、福建和長江口北支的潮汐能資源年發(fā)量為573.7億kWH，如能將其全部開發(fā)，相當(dāng)每年為這一地區(qū)提供2000多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
在我國沿海，特別是東南沿海有很多能量密度較高，平均潮差4-5米，最大潮差7-8米，且自然環(huán)境條件優(yōu)越的站址。其中已做過大量調(diào)查勘測，規(guī)劃設(shè)計(jì)和可行性研究工作，具有近期開發(fā)價(jià)值和條件的中型潮汐電站站址，有福建的大官坂（1.4萬kW，0.45億kWh）、八尺門（3.3萬kW，1.8億kWh）和浙江的健跳港（1.5萬kW，0.48萬kWh）、黃墩港（5.9萬kW，1.8億kWh）已做過規(guī)劃設(shè)計(jì)，有較好的工作基礎(chǔ)，還需要進(jìn)行前期綜合研究論證的大型潮汐電站站址的有長江口北支（70.4萬kW，22.8億kWh）、杭州灣（316萬kW，87億kWh）和樂清灣（55萬kW、23.4億kWh）等。
二、波浪能
波浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運(yùn)動(dòng)周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致的巨浪，其功率密度可達(dá)每米迎波面數(shù)千千瓦，而波浪能豐富的歐洲北海地區(qū)，其年平均波浪功率也僅為20-40kW/m。中國海岸大部分的年平均波浪功率密度為2-7kW/m2。
波浪發(fā)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。波浪能利用裝置大都源于幾種基本原理，即：利用物體在波浪作用下的振蕩和搖擺運(yùn)動(dòng)；利用波浪壓力的變化；利用波浪的沿岸爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢能等。經(jīng)過70年代對多種波能裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室研究和80年代進(jìn)行的實(shí)海況試驗(yàn)及應(yīng)用示范研究，波浪發(fā)電技術(shù)已逐步接近實(shí)用化水平，研究的重點(diǎn)也集中于3種被認(rèn)為是有商品化價(jià)值的裝置，包括振蕩水柱式裝置、擺式裝置和聚波水庫式裝置。
根據(jù)調(diào)查和利用波浪觀測資料計(jì)算統(tǒng)計(jì)，我國沿岸波浪能資源理論平均功率為1285.22萬kW，這些資源在沿岸的分布很不均勻。以臺(tái)灣省沿岸為最多，為429萬kW，占全國總量的三分之一。其次是浙江、廣東、福建和山東沿岸也較多，在160-205萬kW之間，約為706萬kW，約占全國總量的55%，其它省市沿岸則很少，僅在143-56萬kW之間。廣西沿岸最少，僅8.1萬kW。
全國沿岸波浪能源密度（波浪在單位時(shí)間通過單位波峰的能量。單位kW/W）分布，以浙江中部、臺(tái)灣、福建省海壇島以北，渤海海峽為最高，達(dá)5.11-7.73kW/M這些海區(qū)平均波高大于1米，周期多大于5秒，是我國沿岸波浪能能流密度較高，資源蘊(yùn)藏量最豐富的海域。其次是西沙、浙江的北部和南部，福建南部和山東半島南岸等能源密度也較高，資源也較豐富，其它地區(qū)波浪能能流密度較低，資源蘊(yùn)藏也較少。
根據(jù)波浪能能流密度及其變化和開發(fā)利用的自然環(huán)境條件，首選浙江、福建沿岸應(yīng)用為重點(diǎn)開發(fā)利用地區(qū)，其次是廣東東部、長江口和山東半島南岸中段。也可以選擇條件較好的地區(qū)，如嵊山島、南麂島、大戢山、云澳、表角、遮浪等處，這些地區(qū)具有能量密度高、季節(jié)變化小、平均潮差小、近岸水較深、均為基巖海岸；具有岸灘較窄，坡度較大等優(yōu)越條件，是波浪能源開發(fā)利用的理想地點(diǎn)，應(yīng)做為優(yōu)先開發(fā)的地區(qū)。
三、海流能
海流能是指海水流動(dòng)的動(dòng)能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對波浪而言，海流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律得多。潮流能隨潮汐的漲落每天2次改變大小和方向。一般說來，最大流速在2m/s以上的水道，其海流能均有實(shí)際開發(fā)的價(jià)值。
海流能的利用方式主要是發(fā)電，其原理和風(fēng)力發(fā)電相似，幾乎任何一個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置都可以改造成為海流發(fā)電裝置。但由于海水的密度約為空氣的1000倍，且裝置必須放于水下。故海流發(fā)電存在一系列的關(guān)鍵技術(shù)問題，包括安裝維護(hù)、電力輸送、防腐、海洋環(huán)境中的載荷與安全性能等。此外，海流發(fā)電裝置和風(fēng)力發(fā)電裝置的固定形式和透平設(shè)計(jì)也有很大的不同。海流裝置可以安裝固定于海底，也可以安裝于浮體的底部，而浮體通過錨鏈固定于海上。海流中的透平設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
我國沿岸潮流資源根據(jù)對130個(gè)水道的計(jì)算統(tǒng)計(jì)，理論平均功率為13948.52萬kW。這些資源在全國沿岸的分布，以浙江為最多，有37個(gè)水道，理論平均功率為7090MW，約占全國的二分之一以上。其次是臺(tái)灣、福建、遼寧等省份的沿岸也較多，約占全國總量的42%，其它省區(qū)較少。
根據(jù)沿海能源密度，理論蘊(yùn)藏量和開發(fā)利用的環(huán)境條件等因素，舟山海域諸水道開發(fā)前景最好 ，如金塘水道（25.9kW/ m2）、龜山水道（23.9kW/ m2）、西侯門水道（19.1kW/ m2），其次是渤海海峽和福建的三都澳等，如老鐵山水道（17.4kW/ m2）、三都澳三都角（15.1kW/ m2）。以上海區(qū)均有能量密度高，理論蘊(yùn)藏量大，開發(fā)條件較好的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先開發(fā)利用。
四、溫差能
溫差能是指海洋表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能。海洋的表面把太陽的輻射能的大部分轉(zhuǎn)化成為熱水并儲(chǔ)存在海洋的上層。另一方面，接近冰點(diǎn)的海水大面積地在不到1000m的深度從極地緩慢地流向赤道。這樣，就在許多熱帶或亞熱帶海域終年形成20℃以上的垂直海水溫差。利用這一溫差可以實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)并發(fā)電。
除了發(fā)電之外，海洋溫差能利用裝置還可以同時(shí)獲得淡水、深層海水、進(jìn)行空調(diào)并可以與深海采礦系統(tǒng)中的揚(yáng)礦系統(tǒng)相結(jié)合。因此，基于溫差能裝置可以建立海上獨(dú)立生存空間并作為海上發(fā)電廠、海水淡化廠或海洋采礦、海上城市或海洋牧場的支持系統(tǒng)�？傊�，溫差能的開發(fā)應(yīng)以綜合利用為主。
海洋溫差能轉(zhuǎn)換主要有開式循環(huán)和閉式循環(huán)兩種方式。開式循環(huán)系統(tǒng)主要包括真空泵、溫水泵、冷水泵、閃蒸器、冷凝器、透平—發(fā)電機(jī)組等部分。開式循環(huán)的副產(chǎn)品是經(jīng)冷凝器排出的淡水，這是它的有利之處。
閉式循環(huán)系統(tǒng)不以海水而采用一些低沸點(diǎn)的物質(zhì)（如丙烷、氟利昂、氨等）作為工作介質(zhì)，在閉合回路內(nèi)反復(fù)進(jìn)行蒸發(fā)、膨脹、冷凝。因?yàn)橄到y(tǒng)使用低沸點(diǎn)的工作介質(zhì)，蒸汽的工作壓力得到提高。閉式循環(huán)系統(tǒng)由于使用低沸點(diǎn)工質(zhì)，可以大大減小裝置，特別是透平機(jī)組的尺寸。但使用低沸點(diǎn)工質(zhì)會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生污染。
溫差能利用的最大困難是溫差太小，能量密度太低。溫差能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵是強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)技術(shù)。同時(shí)，溫差能系統(tǒng)的綜合利用，還是一個(gè)多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工程問題。
我國南海海域遼闊，水深大于800米的海域約140-150萬平方公里，位于北回歸線以南，太陽輻強(qiáng)烈，是典型的熱帶海洋。表層水溫均在25℃以上。500-800米以下的深層水溫在5℃以下，表深層水溫度在20℃-24℃，蘊(yùn)藏著豐富的溫差能資源，據(jù)初步計(jì)算，南海溫差能資源理論蘊(yùn)藏量約為1.19-1.33×1019千焦耳，技術(shù)上可開發(fā)利用的能量（熱效率取7%）約為8.33-9.31×1017千焦耳，實(shí)際可供利用的資源潛力（工作時(shí)間取50%，利用資源10%）裝機(jī)容量達(dá)13.21-14.76億kW。
我國臺(tái)灣島以東海域表層水溫全年在24℃-28℃，500-800米 以下的深層水溫5℃以下，全年水溫差20℃-24℃，據(jù)臺(tái)灣電力專家估計(jì)，該區(qū)域溫差能資源蘊(yùn)藏量約為2.16×1014千焦耳。
我國溫差能資源蘊(yùn)藏量大，在各類海洋能資源中占居首位，這些資源主 要分布在南海和臺(tái)灣以東海域，尤其是南海中部的西沙群島海域和臺(tái)灣以東海區(qū)，具有日照強(qiáng)烈，溫差大且穩(wěn)定，全年可開發(fā)利用，冷水層與岸距離小，近岸海底地形陡峻等優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)利用條件良好，可作為我國溫差能資源開發(fā)的先期開發(fā)區(qū)。
五、鹽差能
鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學(xué)電位差能。主要存在于河海交接處。同時(shí)，淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能中能量密度最大的一種可再生能源。通常，海水（35‰鹽度）和河水之間的化學(xué)電位差有相當(dāng)于240m水頭差的能量密度。這種位差可以利用半滲透膜（水能通過，鹽不能通過）在鹽水和淡水交接處實(shí)現(xiàn)。利用這一水位差就可以直接由水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。
鹽差能的利用主要是發(fā)電。其基本方式是將不同鹽濃度的海水之間的化學(xué)電位差能轉(zhuǎn)換成水的勢能，再利用水輪機(jī)發(fā)電，具體主要有滲透壓式、蒸汽壓式和機(jī)械—化學(xué)式等，其中滲透壓式方案最受重視。
將一層半透膜放在不同鹽度的兩種海水之間，通過這個(gè)膜會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力梯度，迫使水從鹽度低的一側(cè)通過膜向鹽度高的一側(cè)滲透，從而稀釋高鹽度的水，直到膜兩側(cè)水的鹽度相等為止。此壓力稱為滲透壓，它與海水的鹽濃度及溫度有關(guān)。目前提出的滲透壓式鹽差能轉(zhuǎn)換方法主要有水壓塔滲壓系統(tǒng)和強(qiáng)力滲壓系統(tǒng)兩種。
我國海域遼闊，海岸線漫長，入海的江河眾多，入海的徑流量巨大，在沿岸各江河入�？诟浇N(yùn)藏著豐富的鹽差能資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國沿岸全部江河多年平均入海徑流量約為1.7-1.8×1012立方米，各主要江河的年入海徑流量約為1.5-1.6×1012立方米，據(jù)計(jì)算，我國沿岸鹽差能資源蘊(yùn)藏量約為3.9×1015千焦耳，理論功率約為1.25×108kW。
我國鹽差能資源有以下特點(diǎn)：
1．地理分布不均。長江口及其以南的大江河口沿岸的資源量占全國總量的92.5%，理論總功率達(dá)1.156×108kW，其中東海沿海占69%，理論功率為0.86×108kW；
2．沿海大城市附近資源最富集，特別是上海和廣東附近的資源量分別占全國的59.2%和20%；
3．資源量具有明顯的季節(jié)變化和年際變化。一般汛期4-5個(gè)月的資源量占全年的60%以上，長江占70%以上，珠江占75%以上；
4．山東半島以北的江河冬季均有1-3個(gè)月的冰封期，不利于全年開發(fā)利用。
一、潮汐能
潮汐能是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能，其利用原理和水力發(fā)電相似。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比。或者說，與潮差的平方和水庫的面積成正比。和水力發(fā)電相比，潮汐能的能量密度很低，相當(dāng)于微水頭發(fā)電的水平。世界上潮差的較大值約為13—15m，我國的最大值（杭州灣澉浦）為8.9m。一般說來，平均潮差在3m以上就有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
潮汐能利用的主要方式是發(fā)電。通過貯水庫，在漲潮時(shí)將海水貯存在貯水庫內(nèi)，以勢能的形式保存，然后，在落潮時(shí)放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動(dòng)水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。潮汐電站的功率和落差及水的流量成正比。但由于潮汐電站在發(fā)電時(shí)貯水庫的水位和海洋的水位都是變化的（海水由貯水庫流出，水位下降，同時(shí)，海洋水位也因潮汐的作用而變化）。因此，潮汐電站是在變功況下工作的，水輪發(fā)電機(jī)組和電站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮變功況，低水頭、大流量以及防海水腐蝕等因素，遠(yuǎn)比常規(guī)的水電站復(fù)雜，效率也低于常規(guī)水電站。潮汐電站按照運(yùn)行方式和對設(shè)備要求的不同，可以分成單庫單向型、單庫雙向型和雙庫單向型三種。
根據(jù)我國潮汐能資源調(diào)查統(tǒng)計(jì)，對可開發(fā)裝機(jī)容量大于500kW的壩址和可開發(fā)裝機(jī)容量200-1000kW的壩址共有424處港灣、河口，可開發(fā)裝機(jī)容量200kW以上的潮汐資源，總裝機(jī)容量為2179萬kW，年發(fā)電量約624億kWh。這些資源在沿海的分布是不均勻的，以福建和浙江為最多，站址分別為88處和73處，裝機(jī)容量分別是1033萬kW和891萬kW，兩省合計(jì)裝機(jī)容量占全國總量的88.3%。其次是長江口北支（屬上海和江蘇）和遼寧、廣東裝機(jī)容量分別為70.4萬kW和59.4萬kW和57.3萬kW，其它省區(qū)則較少，江蘇沿海（長江口除外）最少，裝機(jī)容量僅0.11萬kW。
浙江、福建和長江口北支的潮汐能資源年發(fā)量為573.7億kWH，如能將其全部開發(fā)，相當(dāng)每年為這一地區(qū)提供2000多萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
在我國沿海，特別是東南沿海有很多能量密度較高，平均潮差4-5米，最大潮差7-8米，且自然環(huán)境條件優(yōu)越的站址。其中已做過大量調(diào)查勘測，規(guī)劃設(shè)計(jì)和可行性研究工作，具有近期開發(fā)價(jià)值和條件的中型潮汐電站站址，有福建的大官坂（1.4萬kW，0.45億kWh）、八尺門（3.3萬kW，1.8億kWh）和浙江的健跳港（1.5萬kW，0.48萬kWh）、黃墩港（5.9萬kW，1.8億kWh）已做過規(guī)劃設(shè)計(jì)，有較好的工作基礎(chǔ)，還需要進(jìn)行前期綜合研究論證的大型潮汐電站站址的有長江口北支（70.4萬kW，22.8億kWh）、杭州灣（316萬kW，87億kWh）和樂清灣（55萬kW、23.4億kWh）等。
二、波浪能
波浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運(yùn)動(dòng)周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。臺(tái)風(fēng)導(dǎo)致的巨浪，其功率密度可達(dá)每米迎波面數(shù)千千瓦，而波浪能豐富的歐洲北海地區(qū)，其年平均波浪功率也僅為20-40kW/m。中國海岸大部分的年平均波浪功率密度為2-7kW/m2。
波浪發(fā)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。波浪能利用裝置大都源于幾種基本原理，即：利用物體在波浪作用下的振蕩和搖擺運(yùn)動(dòng)；利用波浪壓力的變化；利用波浪的沿岸爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢能等。經(jīng)過70年代對多種波能裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)室研究和80年代進(jìn)行的實(shí)海況試驗(yàn)及應(yīng)用示范研究，波浪發(fā)電技術(shù)已逐步接近實(shí)用化水平，研究的重點(diǎn)也集中于3種被認(rèn)為是有商品化價(jià)值的裝置，包括振蕩水柱式裝置、擺式裝置和聚波水庫式裝置。
根據(jù)調(diào)查和利用波浪觀測資料計(jì)算統(tǒng)計(jì)，我國沿岸波浪能資源理論平均功率為1285.22萬kW，這些資源在沿岸的分布很不均勻。以臺(tái)灣省沿岸為最多，為429萬kW，占全國總量的三分之一。其次是浙江、廣東、福建和山東沿岸也較多，在160-205萬kW之間，約為706萬kW，約占全國總量的55%，其它省市沿岸則很少，僅在143-56萬kW之間。廣西沿岸最少，僅8.1萬kW。
全國沿岸波浪能源密度（波浪在單位時(shí)間通過單位波峰的能量。單位kW/W）分布，以浙江中部、臺(tái)灣、福建省海壇島以北，渤海海峽為最高，達(dá)5.11-7.73kW/M這些海區(qū)平均波高大于1米，周期多大于5秒，是我國沿岸波浪能能流密度較高，資源蘊(yùn)藏量最豐富的海域。其次是西沙、浙江的北部和南部，福建南部和山東半島南岸等能源密度也較高，資源也較豐富，其它地區(qū)波浪能能流密度較低，資源蘊(yùn)藏也較少。
根據(jù)波浪能能流密度及其變化和開發(fā)利用的自然環(huán)境條件，首選浙江、福建沿岸應(yīng)用為重點(diǎn)開發(fā)利用地區(qū)，其次是廣東東部、長江口和山東半島南岸中段。也可以選擇條件較好的地區(qū)，如嵊山島、南麂島、大戢山、云澳、表角、遮浪等處，這些地區(qū)具有能量密度高、季節(jié)變化小、平均潮差小、近岸水較深、均為基巖海岸；具有岸灘較窄，坡度較大等優(yōu)越條件，是波浪能源開發(fā)利用的理想地點(diǎn)，應(yīng)做為優(yōu)先開發(fā)的地區(qū)。
三、海流能
海流能是指海水流動(dòng)的動(dòng)能，主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對波浪而言，海流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律得多。潮流能隨潮汐的漲落每天2次改變大小和方向。一般說來，最大流速在2m/s以上的水道，其海流能均有實(shí)際開發(fā)的價(jià)值。
海流能的利用方式主要是發(fā)電，其原理和風(fēng)力發(fā)電相似，幾乎任何一個(gè)風(fēng)力發(fā)電裝置都可以改造成為海流發(fā)電裝置。但由于海水的密度約為空氣的1000倍，且裝置必須放于水下。故海流發(fā)電存在一系列的關(guān)鍵技術(shù)問題，包括安裝維護(hù)、電力輸送、防腐、海洋環(huán)境中的載荷與安全性能等。此外，海流發(fā)電裝置和風(fēng)力發(fā)電裝置的固定形式和透平設(shè)計(jì)也有很大的不同。海流裝置可以安裝固定于海底，也可以安裝于浮體的底部，而浮體通過錨鏈固定于海上。海流中的透平設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
我國沿岸潮流資源根據(jù)對130個(gè)水道的計(jì)算統(tǒng)計(jì)，理論平均功率為13948.52萬kW。這些資源在全國沿岸的分布，以浙江為最多，有37個(gè)水道，理論平均功率為7090MW，約占全國的二分之一以上。其次是臺(tái)灣、福建、遼寧等省份的沿岸也較多，約占全國總量的42%，其它省區(qū)較少。
根據(jù)沿海能源密度，理論蘊(yùn)藏量和開發(fā)利用的環(huán)境條件等因素，舟山海域諸水道開發(fā)前景最好 ，如金塘水道（25.9kW/ m2）、龜山水道（23.9kW/ m2）、西侯門水道（19.1kW/ m2），其次是渤海海峽和福建的三都澳等，如老鐵山水道（17.4kW/ m2）、三都澳三都角（15.1kW/ m2）。以上海區(qū)均有能量密度高，理論蘊(yùn)藏量大，開發(fā)條件較好的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先開發(fā)利用。
四、溫差能
溫差能是指海洋表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能。海洋的表面把太陽的輻射能的大部分轉(zhuǎn)化成為熱水并儲(chǔ)存在海洋的上層。另一方面，接近冰點(diǎn)的海水大面積地在不到1000m的深度從極地緩慢地流向赤道。這樣，就在許多熱帶或亞熱帶海域終年形成20℃以上的垂直海水溫差。利用這一溫差可以實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)并發(fā)電。
除了發(fā)電之外，海洋溫差能利用裝置還可以同時(shí)獲得淡水、深層海水、進(jìn)行空調(diào)并可以與深海采礦系統(tǒng)中的揚(yáng)礦系統(tǒng)相結(jié)合。因此，基于溫差能裝置可以建立海上獨(dú)立生存空間并作為海上發(fā)電廠、海水淡化廠或海洋采礦、海上城市或海洋牧場的支持系統(tǒng)�？傊�，溫差能的開發(fā)應(yīng)以綜合利用為主。
海洋溫差能轉(zhuǎn)換主要有開式循環(huán)和閉式循環(huán)兩種方式。開式循環(huán)系統(tǒng)主要包括真空泵、溫水泵、冷水泵、閃蒸器、冷凝器、透平—發(fā)電機(jī)組等部分。開式循環(huán)的副產(chǎn)品是經(jīng)冷凝器排出的淡水，這是它的有利之處。
閉式循環(huán)系統(tǒng)不以海水而采用一些低沸點(diǎn)的物質(zhì)（如丙烷、氟利昂、氨等）作為工作介質(zhì)，在閉合回路內(nèi)反復(fù)進(jìn)行蒸發(fā)、膨脹、冷凝。因?yàn)橄到y(tǒng)使用低沸點(diǎn)的工作介質(zhì)，蒸汽的工作壓力得到提高。閉式循環(huán)系統(tǒng)由于使用低沸點(diǎn)工質(zhì)，可以大大減小裝置，特別是透平機(jī)組的尺寸。但使用低沸點(diǎn)工質(zhì)會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生污染。
溫差能利用的最大困難是溫差太小，能量密度太低。溫差能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵是強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)技術(shù)。同時(shí)，溫差能系統(tǒng)的綜合利用，還是一個(gè)多學(xué)科交叉的系統(tǒng)工程問題。
我國南海海域遼闊，水深大于800米的海域約140-150萬平方公里，位于北回歸線以南，太陽輻強(qiáng)烈，是典型的熱帶海洋。表層水溫均在25℃以上。500-800米以下的深層水溫在5℃以下，表深層水溫度在20℃-24℃，蘊(yùn)藏著豐富的溫差能資源，據(jù)初步計(jì)算，南海溫差能資源理論蘊(yùn)藏量約為1.19-1.33×1019千焦耳，技術(shù)上可開發(fā)利用的能量（熱效率取7%）約為8.33-9.31×1017千焦耳，實(shí)際可供利用的資源潛力（工作時(shí)間取50%，利用資源10%）裝機(jī)容量達(dá)13.21-14.76億kW。
我國臺(tái)灣島以東海域表層水溫全年在24℃-28℃，500-800米 以下的深層水溫5℃以下，全年水溫差20℃-24℃，據(jù)臺(tái)灣電力專家估計(jì)，該區(qū)域溫差能資源蘊(yùn)藏量約為2.16×1014千焦耳。
我國溫差能資源蘊(yùn)藏量大，在各類海洋能資源中占居首位，這些資源主 要分布在南海和臺(tái)灣以東海域，尤其是南海中部的西沙群島海域和臺(tái)灣以東海區(qū)，具有日照強(qiáng)烈，溫差大且穩(wěn)定，全年可開發(fā)利用，冷水層與岸距離小，近岸海底地形陡峻等優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)利用條件良好，可作為我國溫差能資源開發(fā)的先期開發(fā)區(qū)。
五、鹽差能
鹽差能是指海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學(xué)電位差能。主要存在于河海交接處。同時(shí)，淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。鹽差能是海洋能中能量密度最大的一種可再生能源。通常，海水（35‰鹽度）和河水之間的化學(xué)電位差有相當(dāng)于240m水頭差的能量密度。這種位差可以利用半滲透膜（水能通過，鹽不能通過）在鹽水和淡水交接處實(shí)現(xiàn)。利用這一水位差就可以直接由水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。
鹽差能的利用主要是發(fā)電。其基本方式是將不同鹽濃度的海水之間的化學(xué)電位差能轉(zhuǎn)換成水的勢能，再利用水輪機(jī)發(fā)電，具體主要有滲透壓式、蒸汽壓式和機(jī)械—化學(xué)式等，其中滲透壓式方案最受重視。
將一層半透膜放在不同鹽度的兩種海水之間，通過這個(gè)膜會(huì)產(chǎn)生一個(gè)壓力梯度，迫使水從鹽度低的一側(cè)通過膜向鹽度高的一側(cè)滲透，從而稀釋高鹽度的水，直到膜兩側(cè)水的鹽度相等為止。此壓力稱為滲透壓，它與海水的鹽濃度及溫度有關(guān)。目前提出的滲透壓式鹽差能轉(zhuǎn)換方法主要有水壓塔滲壓系統(tǒng)和強(qiáng)力滲壓系統(tǒng)兩種。
我國海域遼闊，海岸線漫長，入海的江河眾多，入海的徑流量巨大，在沿岸各江河入�？诟浇N(yùn)藏著豐富的鹽差能資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國沿岸全部江河多年平均入海徑流量約為1.7-1.8×1012立方米，各主要江河的年入海徑流量約為1.5-1.6×1012立方米，據(jù)計(jì)算，我國沿岸鹽差能資源蘊(yùn)藏量約為3.9×1015千焦耳，理論功率約為1.25×108kW。
我國鹽差能資源有以下特點(diǎn)：
1．地理分布不均。長江口及其以南的大江河口沿岸的資源量占全國總量的92.5%，理論總功率達(dá)1.156×108kW，其中東海沿海占69%，理論功率為0.86×108kW；
2．沿海大城市附近資源最富集，特別是上海和廣東附近的資源量分別占全國的59.2%和20%；
3．資源量具有明顯的季節(jié)變化和年際變化。一般汛期4-5個(gè)月的資源量占全年的60%以上，長江占70%以上，珠江占75%以上；
4．山東半島以北的江河冬季均有1-3個(gè)月的冰封期，不利于全年開發(fā)利用。
聲明：本信息內(nèi)容的真實(shí)性未經(jīng)電源在線網(wǎng)證實(shí)，僅供參考。 來源：《中國新能源與可再生能源1999白皮書》
