海洋——21 世纪的无烟电厂潮涨潮落电流来

永不休止的海水涨落运动，蕴藏着巨大的能量，也给人们带来恐惧和灾难。就说那天下一绝的钱塘江潮吧，那潮头虽奇，那气势虽壮，那景致虽美， 可那汹涌澎湃的潮水决不像人们想象的那样循规蹈矩，它的面目也常常狰狞可怕。让我们随手举几个例子看看吧。

雍正二年，也就是公元 1724 年，钱塘江遇上大潮。据记载：“海大溢， 塘堤尽决，海宁全城只能见到屋顶。”

在肖山县新湾海塘上，曾经有两块体积达 10 立方米的钢筋混凝土块，每

块重量达 12 吨左右。这么又大又重的混凝土块，不可能想象有什么大力士会

推得动它。可是，就是这么又大又重的混凝土块，在 1968 年秋天的一次潮头过后，人们竟然发现它们被涌潮推动了三十多米的距离。可想而知，海潮的力量该有多么大！

还有，1978 年 8 月，钱塘江工程管理局在海宁水文站附近海塘做实验时， 在塘脚放置了五只装满石块的铅丝笼，其中最大的一只，所装的石块约八立方米，重达 12 吨。没想到在一次潮头之后，工作人员发现这五只重重的铅丝笼已没了踪影。

蕴藏着极其巨大能量的海潮，就是这样地常常给人类带来恐惧和不安。据统计，自 1012 年到 1949 年的 937 年中，钱塘潮发生重大潮患就达 210 次之多。一旦涨大潮期间同时遇上台风，那时，风助潮威，潮借风势，海边会形成破坏性很强的风暴潮，对人类生命财产造成异常可怕的直接威胁。

能不能把潮汐的巨大能量充分利用起来？这是自古以来人们一直在考虑的问题。一千多年来，我国劳动人民为研究潮汐的利用作出了巨大贡献。

比如，在我国的山东蓬莱县，人们利用涨潮落潮的水位差来推动磨车， 碾磨谷物。在福建泉州市的东北与惠安县交界的洛阳江上，有一座我国著名的梁架式古石桥——洛阳桥，它建于宋皇祐五年到嘉祐四年（1053～1059 年）。当我们游览参观了这座至今保存完好的古石桥之后，一定会惊讶地提出：在九百多年前的技术条件下，数十吨重的大石梁，是怎样架到桥墩上去的呢？说来也很简单，当时的能工巧匠巧妙地利用了潮汐能。他信预先将石梁放在木浮排上，趁涨潮之际，将木排驶入两桥墩之间。随着潮涨，石梁慢慢举高，当临近高潮、石梁超过桥墩时，用不着花多大力气，就可将石梁扶正对准桥墩，待落潮一到，大石梁就稳稳地就架在桥墩上了。泉州的大潮潮差可达六米以上，高举大石梁对于巨大的潮汐能来说，简直不费吹灰之力。今天，当人们站在洛阳桥上赞叹我国人民的聪明才智之余，当然也不免为潮汐能年复一年、日复一日地白白付之东流而惋惜。

以上讲的是直接利用潮汐的方式，也就是将潮汐中蕴藏的势能和动能直接转变为另一种形式的机械能作功。这种利用方式，既不方便，又大材小用。所以，近代以来利用潮汐发电，将潮汐能转变成电能，是人们的奋斗目标。

发电机问世以后，为人们提供了利用潮汐发电的条件。

世界第一座发电厂建立以后仅仅 30 年的时间，即 1912 年，德国就在石勒苏益格—荷尔斯太因州的布苏姆建成了世界上第一座利用潮汐发电的潮汐电站。此后，随着能源需求量的增加，研究潮汐发电的国家也逐渐增多起来。法国、中国、加拿大、苏联、美国、英国、印度、澳大利亚和阿根廷等国家竞相投入大量人力物力。

潮汐所蕴藏的能量实在有着诱人的魅力。有人估算过，如果把地球上的潮汐动能利用起来、每年可以发出 12， 400 亿度的电来。

我国的潮汐动力资源也十分丰富，若按 50 年代末的统计，我国潮汐能的理论蕴藏量达 1．1 亿千瓦，可供开发的约 3，580 万千瓦。一旦开发出来， 每年可提供电力 8700 亿度，相当于 47 个新安江水电站的设计年发电量！

潮汐发电要比河水发电优越。它不受天气干旱的影响，也不需要因建造水库而占用耕地和移民拆迁。所以，潮汐是继煤、石油、水电之后的“第四能源”。河水发电有“白煤”之称，潮汐发电则被誉为“蓝色煤海”。

潮汐发电的原理和水力发电的原理大同小异，也是利用水的力量，通过水轮机将势能变成机械能，再由水轮机带动发电机将机械能变成电能。那么，

怎么才能使水变得有力量呢？条件很简单，人们在合适的海湾口处建造起一座海堤，把入海口或海湾与大海隔开，形成水库，利用潮汐涨落时水位的升降，获得势能，从而推动水轮发电机组发电。

潮汐发电的方式，通常根据不同的建站方式和不同的运行方向来进行分类，一般分成三类，即：单库单向式潮汐发电——涨潮时，打开水闸闸门， 让潮水涌进海湾水库，使水库水位随着潮位一同升高。到最高潮位时，立即关闭闸门，把库水和大海分隔开来，不让海湾水库里的水随落潮而退回大海。等到海潮退到一定的水位时，海湾水库的水位就高于大海的水位了，已经形成了水向低处流的条件，具备了做功的力量。这时，再把水库的闸门打开， 让水库的水推动水轮机的叶片，带动发电机发电以后再流回大海。

这是最古老的一种潮汐发电形式，世界上第一个潮汐电站就是这样工作的。对于每天涨两次落两次的大海，这种电站每天就可以工作两次，发电 10～ 12 个小时。

随着时间的推移，人们发现这种发电方式并没有把水的力量充分利用起来。须知，具有一定落差和流量的水流，对人类来说实在太宝贵了，它能做功，能够为人类贡献力量，白白地让它流掉岂不可惜！这样，人们又开始研制一种新型的水轮机。经过艰苦地探索这种新型的水轮机问世了。这种水轮机既可以顺转，也可以倒转，再给它配上可以正反转的发电机，就成了可以正反向运行的可逆式水轮发电机组。这下，不论海水是涨潮还是落潮，我们都可以利用潮水发出电来。

这就是另一种双向单水库式潮汐发电——在堤坝的两面各筑两道闸门， 水轮机设在四扇闸门的中间。涨潮时，将 1 和 4 两个闸门打开，2 和 3 两个闸门关闭，海水冲击水轮机的叶片，带动发电机发电，海水流入库内；落潮时，将 2 和 3 两个闸门打开，1 和 4 两个闸门关闭，海水在经过水轮机流向大海时发电。在平潮时，四个闸门都关闭，不再发电。

这样的电站，在海潮的一次潮落过程中可以发电两次，用的又是一个水库，因此叫单库双向式。它每天可发电 10～20 小时，效益要比单库单向式潮汐电站明显好得多。

还有一种是双库式潮汐发电，要建两个水库，一个高水库，一个低水库。高库的水位始终保持在高位上，低库的水位则始终低于高库水位，水轮发电机做单向运行。高库上建有进水闸一座，低库上则建有一座泄水闸。涨潮时开启进水闸，电站开始工作，高水库的水位随潮位上升，低水库的水位也因发过电的水进入而上升着。当高潮平潮时，关闭进水闸，高库水位则由于继续发电开始下降，低库水位相应上升。但此时外海已经落潮了。当高低水库水位即将相平时，开启低库上的泄水闸，使低库水位下降，由于高低水库又形成了较大落差，创造了发电的条件，电站仍然工作着。待高水库水位下降至与潮位保持一定落差时，再关闭泄水闸，打开高库进水闸。如此周而复始， 水库始终保持着一定的落差，电站就可以 24 小时连续发电了。

但是这种电站的位置，在地形上要求高些，一般采用较少。

总之，不同形式的潮汐发电站，都有它们的长处和短处，在建设中要根据不同的要求，因地制宜地选择使用。

潮汐发电站尽管其形式多种多样，但大体上总是由三部分组成。第一部分是坝体，用来阻拦海水，以形成水库，是发电站的主体部分。坝体的长度和高度，要根据当地地理条件和潮差大小来决定。因为潮差不会很大，所以

坝体的高度一般要比河流水力发电站的拦河坝低；第二部分是引水系统，由各种闸门、引水道组成，它的主要作用是造成水库水面和海面、以及高低库之间的落差，这样才能推动水轮发电机组发电；第三部分是以水轮发电机组为主体的发电设备和输电线路。发电设备安装在坝体的水下部位，是发电站的心脏。有了这三部分，潮汐电站就可以工作了。

潮汐能是一种取之不尽，用之不竭的天然能源，随着科技的发展，21 世纪潮汐能源的利用，必将给人类带来巨大利益。

潮汐发电在世界各国中，发展是不平衡的，其中以法国、俄罗斯、英国和加拿大等国发展较快，并取得了一些成就。目前他们已经建成年发电量五亿多度的潮汐发电站，并且正向着巨型和超巨型的潮汐发电站进展。科学家正在设计年发电量 100 亿度以上的潮汐发电站，到 21 世纪这种设想一定会变成现实。

我国海岸线长达一万八千多公里，岛屿岸线长 14，000 公里，蕴藏着大量的潮汐能源。仅浙江一个省，就可开发出 227 亿度的电，相当于两座葛洲

坝水电站发出的电力！目前已建成江厦潮汐电站，装机容量为 3000 千瓦，

年发电量 1070 万度以上。它的建成和使用，又为我国今后进一步开发和利用潮汐能积累了丰富的经验。经过考察，宁海县的黄墩港已作为万千瓦级潮汐试验电站站址。这个港湾可装机近五万千瓦，年发电量可在 1．3 亿度以上。

建造潮汐电站除了发电以外，还可以获得围垦滩涂、水产养殖、化工和水利等多种经济效益。因此，在开发潮汐能建造潮汐电站筑坝筑水库时，应注意合理安排，做到综合开发。

我们相信，随着时间的推移，21 世纪的明天，一座座用潮汐作为动力的发电站，必将像颗颗璀璨的明珠，闪烁在世界各国的海岸线上。