海流发电的现在和未来

前面我们谈到了海流对气候、渔业、以及航行的影响，那么，海流还有没有其他巨大的作用呢？

在能源紧缺的当今世界里，人们自然而然地对海流的巨大能量发生了十分浓厚的兴趣。用海流发电不必像潮汐发电那样需要修筑大坝，担心泥沙淤积，也不像波浪发电那样电力输出不稳定。科学家估计，世界大洋中所有海流的功率在十亿千瓦以上，这是个多么惊人的数字，难怪人们会为之振奋。就说距我们最近的黑潮暖流吧。这支世界著名的海流宽度达 180 公里，

如果设想从此岸到彼岸架设一座桥梁的话，可能从南京上桥，要走到上海才能下得桥来。黑潮暖流的厚度也很可观，它不像河流是以几米深或几丈深来衡量的，它在台湾东部的厚度就达到 700 米左右，平均厚度也在 400 米以上。如此巨大的海中之河，平均日流速是 50～148 公里，输送的水量就更大了。科学家计算过，仅仅是黑潮暖流的流量，就相当于全世界所有陆地河流流量总和的 20 倍。

日本，自 1893 年和田雄沼博士用海流瓶调查黑潮开始，到如今已有百多

年黑潮研究的历史。他们估计，黑潮中蕴藏的动能大约相当于每年发出 1700

亿度的电力。虽然黑潮暖流全程上流动的速度不同，但仅流速大于 1 米／秒的流域所蕴藏的动能就能转化为 900 亿度电。900 亿度电力！这决不是一个简单的数字。想想看，如果这 900 亿度电改由燃煤的热电厂来生产的话，非

得 6500 万吨煤炭不行。而这 6500 万吨煤炭，由矿山采掘得多少天？用火车来拉又得拉多少趟啊！还有，烧完以后的煤渣怎么处理？还得要多少车皮才能拉得出去呢？燃烧后造成的污染对环境的影响呢？这些生动的数据向我们说明，海流对于人类来说，确实是一种不可忽视的能源。

科学家认为，日本可以从黑潮里获得海流能的海域有四个地区，分布在八重山诸岛海域、吐噶喇列岛海域、足摺岬海域及八丈岛海域，可能发电量达 376．4 万千瓦。

北美大陆东侧的佛罗里达海流，蕴藏的海流能约 5000 万千瓦。科学家说，只要利用其中百分之四的能量来发电，就可以建造一座具有中国葛洲坝规模的发电站来。

海流发电要比利用陆地上的河水可靠得多。河流水量忽多忽少，除了洪水的威胁，更直接受到枯水季节的影响，因此，河流水电站非但不能全年工作，即使全天工作的时间也很有限。海流则根本不会出现这种问题，那几乎全年不变的水量和一定的流速，完全可以成为人类所信赖的可靠能源。

海流发电装置的基本形式，与风车、水车相似，风车是靠风吹着转动的，海流发电则是依靠海流的冲击力使水轮机的螺旋桨旋转，然后再变换成高

速，带动发电机发出电来。

目前使用的多是花环式海流发电站。它是用一串螺旋桨组成的，它的两端固定在浮筒上，浮筒里装着发电机，整个系统迎着海流的方向漂浮在海面上，就像迎宾会上献给贵宾的花环。这种发电站之所以要用一串螺旋桨组成，主要还是因为海流的流速小，单位体积内所具有的能量小的缘故。前面说海流具备很大的能量，那指的是总能量。实际上，要使水为人类做功，必须有两个条件：一是有一定的水量，二是具备一定的落差，使水流具有一定的流速才行。根据这个道理，要利用流速低的海流来为人类做功，用许多螺旋桨串在一起，才有可能得到较大的动力。

当然，这种海流电站的发电能力是比较小的，一般只能用来为灯塔灯船提供电力，至多不过为潜水艇上的蓄电池充充电而已。

那么，是不是利用海流发电，都得把一组螺旋桨串起来呢？几十年来，世界许多国家的科技人员都为此动了不少脑筋，他们一致的观点是想大规模地利用海流发电，非得另想办法不可。

后来，美国设计了一种驳船式的海流发电站。就是在船舷两侧装上巨大的水轮，在海流推动下不断转动而带动电机发出电。它所发出的电再通过海底电缆送到岸上。

预计每艘这种海流发电船的发电能力为五万千瓦，要比花环式海流电站的发电能力大多了。用驳船发电还有一个好处，一旦遇到大风刮来，它可以驶到附近港口避风，能够保证发电设备免遭恶浪的袭击。

科学家的设计中还有这种驳船式海流发电站的改进设计。他们准备把驳船两侧的水轮再做大些，使它的直径达到 152 米，这样一来，驳船式海流发电站的发电能力就更大了，一台就能发出 7．5 万千瓦的电力。科学家们打算把这种巨大的发电船安放在号称世界第一大暖流的墨西哥暖流里，他们说，如果在那里放置 250 条发电船的话，总容量将达到 1875 万千瓦，每年发出的电力，可以为燃油电厂节省出 1．3 亿桶的石油来。如果锚泊成千上万个发电船的话，海流发电所带来的经济效益就更加可观了。

不过，纸上谈兵的事往往都是比较简单的，真正要做起来将会遇到许多难以想象的问题，所以，科学技术界对这样的装置还在谨慎的试验之中。你看，仅仅是 152 米直径的轮子，把它放平下来，竟然比一个有 400 米跑道的足球场还要大些，不能不说是世界上少见的大轮子了。

在美国，加里·斯蒂尔曼自 1976 年以来一直在研究着一种新型的海流发电的方法，这就是降落伞式。这种发电装置设计独特，别具一格，结构简单，造价低廉，不论流速大小，均能顺利工作。整个装置用 12 把“降落伞”组成，它们串联在环形的铰链绳上。“降落伞”长约 12 米，每个“降落伞”之

间相距约 30 米。当海流方向顺着“降落伞”时，依靠海流的力量撑开“降落伞”，并带动它们向前运动；当海流方向逆着“降落伞”时，依靠海流的力量收拢“降落伞”，结果铰链绳在撑开的“降落伞”的带动下，不断地转动着。铰链绳又带动安装在船上的铰盘转动，铰盘则带动发电机发电。

这种“降落伞”式海流发电站，目前正在佛罗里达海湾的海流中做试验。那里的海流流速约为 1． 5 米／秒，即每小时流动 2．7 公里，所发的电力再通过电缆输送到岸上。根据计算，假如把这种海流发电站置于流速为 3 米

／秒的海流中，只要用 40 个直径为 1．2 米的降落伞拴在 1500 米长的绳子上，就可发电 3．5 万千瓦，又是一个多么令人鼓舞的数字！

于是，美国能源部作了一个推测，他们认为利用佛罗里达海流放置伞式海流发电站，总发电能力可达 1000 万千瓦，这更令人振奋。

但是，目前这个试验，有两个问题还没有得到解决，一是这么大的装置能否保证正常工作；二是海洋环境恶劣时，降落伞和绳子会不会很快地损坏。这些还需要进一步实验和改进。然而，尽管如此，科学家们仍然说，对一些不需要很大电力而又偏僻的地方，这种装置还是有着显著优越性的。

日本这个岛国，地少人口多，天然能源资源极其短缺，因此他们在海洋能源上的研究利用投入了不少力量。日本的一个研究小组研究出海流通过强磁场而发电的新技术。它的基本原理与磁流体发电原理大体相同。磁流体发电是当今新型的发电方式，它用高温等离子气体为工作物质，高速垂直流过强大的磁场后直接产生电流。现在以海水为工作物质，当存有大量离子（如氯离子钠离子）的海水垂直流过放置在海水中的强大磁场时，就可以获得电能。磁流式发电装置没有机械传动部件，不用发电机组，海流能的利用效率很高，一旦获得成功，将会取代别的海流发电方式，成为海流发电的最优装置。未来人们再也不会因电力不足而伤脑筋了。