海洋能发电

1952 年，一艘美国轮船在意大利海岸附近被浪头斩成两半，一半抛上海岸，另一半冲到很远的海洋里去了。

还有数不清类似的记载：斯里兰卡海岸上一个 60 米高处的灯塔被海浪打

碎；法国的契波格海港，拍岸浪把 3 吨半的重物抛过 6 米的高墙；荷兰的阿

姆斯特丹，20 吨的海中混凝土块被举起 7 米多高，又抛到距海面 1.5 米的防

波堤上去；苏格兰威克地方，巨浪把 1350 吨的庞然大物移动了 10 米⋯⋯ 人们开始考虑：海浪有那么大的力气，能不能叫它来为人类做工呢？比

如说，可以叫海浪来发电。这就是我们要讲的海洋能源了。

现在通常所讲的海洋能源，主要指海洋本身所蕴含的能量，即：海洋潮汐能、波浪能、海潮流能、海洋热能、海水盐度差能等。

近几十年来，由于对能源需求量大增，地球上能源日益短缺，加上燃烧

矿物燃料造成严重环境污染，要求保护环境的呼声很高，因此海洋能作为新的可再生能源之一，已经为越来越多的国家所重视，开展了大量的把海洋能转换为电能的技术研究，取得显著进展。

我们先说潮汐能发电。

潮汐主要是由月亮和太阳的引力引起的一种往复不停而又有规律的海水运动。别看潮涨潮落，水面高度相差一般不超过 4 米，可蕴藏着巨大能量。

据 1974 年第八届世界动力会议统计，全世界可用来发电的潮汐能为 30 亿千瓦。1977 年世界动力会议认为全世界可开发的潮汐能为 1400～1800 亿度。潮汐在深海大洋表现不显著，在浅海，特别是海湾和河口，“劲头”就

大了。例如，英吉利海峡的潮能约有 8000 万千瓦，美国和加拿大附近的芬迪

湾潮汐能达 2000 万千瓦。我国黄海地区的潮汐能量有 5500 万千瓦，如果用钱塘江的涌潮发电，发电能力顶得上半个三门峡水电站。

潮汐发电的原理跟一般的水力发电没有多大差别，也是用一条坝把靠海的河口或海湾同大海隔开，造成一个天然水库，大坝中间安装水轮发电机组。涨潮的时候，潮水从海洋流进水库，带动水轮发电机发电；落潮的时候，海水从水库流回海洋，又从相反的方向转动水轮机发出电来。同陆地上的水力发电相比，潮汐发电有自己的长处，它不受洪水和干旱的影响，发电功率比较稳定。

人们为了开发利用潮汐能，进行了长期的探索和研究。据记载，12 世纪就有人利用潮汐能推磨。19 世纪末，法国工程师布洛克曾提出建潮汐电站的设计。到本世纪初，在诺德斯特兰德岛和大陆之间建立一座潮汐电站，使利用潮能发电的幻想变成了现实。1966 年，法国首先在朗斯河口圣马洛湾建成了大规模的潮汐电站，安装了 24 台 1 万千瓦的涡轮机，现在每年的发电量为

5.4 亿度。此外，目前世界上大型的潮汐电站还有一座是前苏联 1968 年建成的基斯洛亚湾潮汐电站，装机容量 800 千瓦。据估计，到 2000 年，全世界潮汐发电量可达到 300～600 亿度。

近来，世界各国提出的潮汐电站设计很多，但比较理想又已取得良好效益的是一种叫做单库双向型的潮汐电站。法国的朗斯潮汐电站就属于这种类型。

我们再回到文章开头提到的波浪。

海洋上的波浪是海水周期性运动的形式之一。对于全世界的海洋波能， 很多学者都进行过推算，结果差别甚大。实际可能利用的波能大约是 300 亿千瓦。

现在的问题是：怎样来利用波能。

办法也想出了一些。有一种浮标，它装有活塞，利用波浪一上一下地运动，推动活塞，活塞压缩空气，空气就转动涡轮机发出电来，供浮标自己使用。从 60 年代至今，现在已经有几百个利用波浪发电的导航浮标及灯塔的工作电源在实际中应用。

浮标式海浪发电装置的发电能力很小，一般只有几十瓦到几百瓦。不过不要紧，事物的发展总是由小到大，由弱到强的。1978 年，日本建造的“海明”号波浪发电船基于这种原理，开始向 1000 千瓦前进；1982 年，日本又实施一项大型的“新海明”波能发电装置实验计划，总输出在 2000 千瓦以上。

除了浮标式海浪发电，还可以试验海岸固定式海浪发电。高 1.5 到 2 米的海浪，在平均 1 米长的海岸上，可以发电 5～10 千瓦，也就是说，它能在

每秒钟的时间里，把 75 公斤的重物，提到 7～14 米的高度。你想想，成千上万公里的海岸线，该有多么巨大的潜力等待着人们去发掘啊！

海洋每天都受到太阳辐射的加热，在热带和亚热带海区，表层海水和深层海水之间的温度差高达 20°～25℃。据估算，世界海洋热能的储量约 500

亿千瓦，可能利用的约 20 亿千瓦。这种巨大的热能，早已引起科学家们的注意。

第一个探索海洋热能发电原理的人，是 19 世纪 80 年代的法国物理学家和工程师 J·德阿松瓦尔。1930 年，他的学生 G·克洛德在古巴附近建造一台海水温差发电站，不久被风暴摧毁。由于转换技术复杂，设备成本昂贵， 加之当时能源供应不存在问题，所以海洋热能发电研究的进展缓慢。直到 70 年代初出现“能源危机”，才被重新提到开发日程。

美国从 60 年代中期开始进行海洋热能发电研究。70 年代末，在夏威夷附近的洋面上成功地进行了世界上第一个海洋热能电站试验。该装置采用闭路循环系统，输出功率 50 千瓦。之后，日本、法国以及西欧一些国家，也都制定了开发海洋热能的计划，并且达到现场研究小型装置的设计试验阶段。目前，着重研究一系列技术问题，以降低经济成本，达到商业应用化。

除了上述几种海洋能发电方式之外，还有海流能发电及盐度差能发电等几种正在探讨中的发电方式。

据估计，世界大洋海流的总功率在 1 亿千瓦以上，其中便于利用的强流

功率在 500 万千瓦以上。因此许多国家在进行研究试验。日本提出了黑潮发电计划。美国也在研究利用墨西哥湾流发电，提出了“科里奥利”方案。近年海洋中尺度涡的发现，也引起了人们的极大兴趣，因为这种涡旋集中了世界大洋海流能量的 90％。

利用海水盐度差能发电的研究，还刚刚开始。

由于海洋能源的平均能流密度小，需要庞大的能量转换设备，同时海洋环境条件严酷，技术难度大，材料要求高，因此，目前海洋能源开发利用投资大，经济性差。但是，随着科学技术的发展，海洋能源开发技术也将得到发展。据科学家预测，海洋能源将成为 21 世纪实用的新能源