[科普中國(guó)]-海洋能源

海洋能源是一種“再生性能源”，永遠(yuǎn)不會(huì)枯竭，也不會(huì)造成任何污染。它既不同于海底所儲(chǔ)存的煤、石油、天然氣等海底能源資源，也不同于溶于水中的鈾、鎂、鋰、重水等化學(xué)能源資源。它有自己獨(dú)特的方式與形態(tài)，就是用潮汐、波浪、海流、溫度差、鹽度差等方式表達(dá)的動(dòng)能、勢(shì)能、熱能、物理化學(xué)能等能源。直接地說(shuō)就是潮汐能、波浪能、海水溫差能、海流能及鹽度差能等。1

簡(jiǎn)介海洋占地球表面的71%，以海平面計(jì)，全部陸地的平均海拔約為840米，而海洋的平均深度卻為380米，整個(gè)海水的容積多達(dá)1.37×10的8次方平方千米。一望無(wú)際的汪洋大海，不僅為人類提供航運(yùn)、水產(chǎn)和豐富的礦藏，而且蘊(yùn)藏著巨大的能量。

浩瀚的大海，不僅蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，更有真正意義上取之不盡，用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所儲(chǔ)存的煤、石油、天然氣等海底能源資源，也不同于溶于水中的鈾、鎂、鋰、重水等化學(xué)能源資源。它有自己獨(dú)特的方式與形態(tài)，就是用潮汐、波浪、海流、溫度差、鹽度差等方式表達(dá)的動(dòng)能、勢(shì)能、熱能、物理化學(xué)能等能源。直接地說(shuō)就是潮汐能、波浪能、海水溫差能、海流能及鹽度差能等。這是一種“再生性能源”，永遠(yuǎn)不會(huì)枯竭，也不會(huì)造成任何污染。1

海洋能源的特點(diǎn)(1) 可再生性： 由于海水潮汐、海流和波浪等運(yùn)動(dòng)周而復(fù)始， 永不休止，海洋能是可再生能源；

(2) 屬于一種潔凈能源；

(3) 能量多變，具有不穩(wěn)定性，運(yùn)用起來(lái)比較困難；

(4) 總量巨大，但分布分散、不均, 能流密度低，利用效率不高，經(jīng)濟(jì)性差。

海洋能源分類潮汐能潮汐能就是潮汐運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量，是人類利用最早的海洋動(dòng)力資源。中國(guó)在唐朝沿海地區(qū)就出現(xiàn)了利用潮汐來(lái)推磨的小作坊。后來(lái)，到了11-12世紀(jì)，法、英等國(guó)也出現(xiàn)了潮汐磨坊。到了二十世紀(jì)，潮汐能的魅力達(dá)到了高峰，人們開始懂得利用海水上漲下落的潮差能來(lái)發(fā)電。據(jù)估計(jì)，全世界的海洋潮汐能約有二十億多千瓦，每年可發(fā)電12400萬(wàn)億度。

今天，世界上第一個(gè)也是最大的潮汐發(fā)電廠就處于法國(guó)的英吉利海峽的朗斯河河口，年供電量達(dá)5.44億度。一些專家斷言，未來(lái)無(wú)污染的廉價(jià)能源是永恒的潮汐。而另一些專家則著眼于普遍存在的，浮泛在全球潮汐之上的波浪。

波浪能波浪能主要是由風(fēng)的作用引起的海水沿水平方向周期性運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量。

波浪能是巨大的，一個(gè)巨浪就可以把13噸重的巖石拋出20米高，一個(gè)波高5米，波長(zhǎng)100米的海浪，在一米長(zhǎng)的波峰片上就具有3120千瓦的能量，由此可以想象整個(gè)海洋的波浪所具有的能量該是多么驚人。據(jù)計(jì)算，全球海洋的波浪能達(dá)700億千瓦，可供開發(fā)利用的為20-30億千瓦。每年發(fā)電量可達(dá)9-萬(wàn)億度。

海流除了潮汐與波浪能，海流可以作出貢獻(xiàn)，由于海流遍布大洋，縱橫交錯(cuò)，川流不息，所以它們蘊(yùn)藏的能量也是可觀的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流，在流經(jīng)北歐時(shí)為1厘米長(zhǎng)海岸線上提供的熱量大約相當(dāng)于燃燒600噸煤的熱量。據(jù)估算世界上可利用的海流能約為0.5億千瓦。而且利用海流發(fā)電并不復(fù)雜。因此要海流做出貢獻(xiàn)還是有利可圖的事業(yè)，當(dāng)然也是冒險(xiǎn)的事業(yè)。

海洋溫差能把溫度的差異作為海洋能源的想法倒是很奇妙。這就是海洋溫差能，又叫海洋熱能。由于海水是一種熱容量很大的物質(zhì)，海洋的體積又如此之大，所以海水容納的熱量是巨大的。這些熱能主要來(lái)自太陽(yáng)輻射，另外還有地球內(nèi)部向海水放出的熱量；海水中放射性物質(zhì)的放熱；海流摩擦產(chǎn)生的熱，以及其他天體的輻射能，但99.99%來(lái)自太陽(yáng)輻射。因此，海水熱能隨著海域位置的不同而差別較大。海洋熱能是電能的來(lái)源之一，可轉(zhuǎn)換為電能的為20億千瓦。但1881年法國(guó)科學(xué)家德爾松石首次大膽提出海水發(fā)電的設(shè)想竟被埋沒(méi)了近半個(gè)世紀(jì)，直到1926年，他的學(xué)生克勞德才實(shí)現(xiàn)了老師的夙愿。

鹽度差能此外，在江河入?？冢c海水之間還存在著鮮為人知的鹽度差能。全世界可利用的鹽度差能約26億千瓦，其能量甚至比溫差能還要大。鹽差能發(fā)電原理實(shí)際上是利用濃溶液擴(kuò)散到稀溶液中釋放出的能量。1

海洋能源發(fā)展存在的問(wèn)題近年來(lái)，我國(guó)海洋可再生能源研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但是，與世界先進(jìn)水平相比，還存在不小差距, 主要原因如下：

(1) 我國(guó)海洋能源總量巨大，但分布分散、不均， 能流密度低，能量變化大，利用效率不高；

( 2) 海洋能利用技術(shù)是海洋、蓄能、土工、水利、機(jī)械、材料、發(fā)電、輸電、可靠性等技術(shù)的集成，目前尚不成熟， 致使一次性投資大，與常規(guī)能源利用相比，經(jīng)濟(jì)性不好，影響海洋能利用的推廣；

(3) 開發(fā)政策不明確，類似江廈潮汐電站的試驗(yàn)性電站較少，科技創(chuàng)新投資力度小；

(4) 科研人員的人才結(jié)構(gòu)不合理， 科技隊(duì)伍高齡化，學(xué)科帶頭人少。1

洋能源發(fā)展戰(zhàn)略海洋能源發(fā)電在世界各國(guó)宏觀政策的支持和外部環(huán)境的推動(dòng)及資金的扶持下, 經(jīng)過(guò)多年的科研與試驗(yàn)、開發(fā)與利用, 已具備了一定的技術(shù)水平和生產(chǎn)基礎(chǔ), 但仍存在著投資大、規(guī)小, 獲益能力低等問(wèn)題, 還不具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。根據(jù)海洋能源的發(fā)展現(xiàn)狀, 為促進(jìn)我國(guó)海洋能的產(chǎn)業(yè)化開發(fā), 未來(lái)應(yīng)著重從以下幾個(gè)方面發(fā)展:

（一）海洋新能源開發(fā)應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃

應(yīng)該在深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上明確海洋新能源的長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，確定發(fā)展重點(diǎn)。我國(guó)潮汐能電站目前技術(shù)比較成熟，但是面臨海岸線緊缺、潮差不夠大等先天資源不足以及與港口、交通運(yùn)輸和海洋漁業(yè)的矛盾突出、社會(huì)綜合效益不足等難題，自然和社會(huì)兩方面因素限制了我國(guó)潮汐能電站的規(guī)?；l(fā)展前景。

（二）海洋油氣業(yè)安全應(yīng)急需跟上

中國(guó)深海油氣業(yè)在與外資合作開發(fā)國(guó)能海洋油氣資源的同時(shí)，也主動(dòng)與別國(guó)開采國(guó)外的石油資源，但是總體來(lái)說(shuō)，中國(guó)深海資源開發(fā)方面的國(guó)際程度仍然較低。未形成大規(guī)模、全方位的國(guó)際合作趨勢(shì)。

（三）海洋能源開發(fā)需海洋權(quán)益安全保障

海洋能源開發(fā)離不開海洋政策、海洋管理、海洋法律體系、海洋權(quán)益等多方面的保障。在國(guó)家層面，海洋發(fā)展的趨勢(shì)是促進(jìn)跨部門、跨行業(yè)、跨學(xué)科的海洋和海岸帶綜合管理機(jī)制，以整合各行業(yè)、各部門的涉海規(guī)劃和活動(dòng)。專家認(rèn)為，尤其要重視海洋權(quán)益安全對(duì)海洋能源開發(fā)的保障作用。

（四） 海洋能源科研體制亟待創(chuàng)新

家醫(yī)藥管理數(shù)海洋新能源的利用方式尚處于基礎(chǔ)研究階段，我國(guó)海洋能開發(fā)研究機(jī)制還不適合海洋能開發(fā)的客觀現(xiàn)實(shí)，存在宏觀政策不穩(wěn)定、國(guó)家投資強(qiáng)度不夠、研究隊(duì)伍水平不高、評(píng)價(jià)機(jī)制不科學(xué)等問(wèn)題。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)