海洋能在單位體積、單位面積、單位長度所擁有的能量較小,要想得到大能量,就得從大量的海水中獲得。海洋能來源于太陽輻射能與天體間的萬有引力,只要太陽、月球等天體與地球共存,這種能源就會再生,就會取之不盡,用之不竭。海洋能屬于清潔能源,屬于可再生能源,也就是海洋能一旦開發(fā)后,其本身對環(huán)境污染影響很小,可以循化利用。
一、主要能量表現及利用形式
海洋能的主要表現形式為潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能等,其中均可以在不同程度上進行利用發(fā)電。
潮汐能,因月球引力的變化引起潮汐現象,導致海水平面周期性地升降,因海水漲落及潮水流動所產生的能量成為潮汐能。潮汐與潮流能來源于月球、太陽引力,其它海洋能均來源于太陽輻射,海洋面積占地球總面積的71%,太陽到達地球的能量,大部分落在海洋上空和海水中,部分轉化成各種形式的海洋能。潮汐能的主要利用方式為發(fā)電,目前世界上最大的潮汐電站是法國的朗斯潮汐電站,中國的江夏潮汐實驗電站為國內最大。
波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能,是一種在風的作用下產生的,并以位能和動能的形式由短周期波儲存的機械能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運動周期以及迎波面 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。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。
海水溫差能是指涵養(yǎng)表層海水和深層海水之間水溫差的熱能,是海洋能的一種重要形式。低緯度的海面水溫較高,與深層冷水存在溫度差,而儲存著溫差熱能,其能量與溫差的大小和水量成正比。1930年,克勞德在古巴海濱建造了世界上第一座海水溫差發(fā)電站,獲得了10kW的功率。溫差能利用的最大困難是溫差大小,能量密度低,其效率僅有3%左右,而且換熱面積大,建設費用高,目前各國仍在積極探索中。
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電位差能,是以化學能形態(tài)出現的海洋能。主要存在與河海交接處。同時,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。
海流能是指海水流動的動能,主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動以及由于潮汐導致的有規(guī)律的海水流動所產生的能量,是另一種以動能形態(tài)出現的海洋能。海流能的利用方式主要是發(fā)電,其原理和風力發(fā)電相似。
二、 國際海洋能利用概況
據世界動力會議估計,到2020年,全世界潮汐發(fā)電量將達到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站,發(fā)電能力24萬千瓦,已經工作了30多年。中國在浙江省建造了江廈潮汐電站,總容量達到3000千瓦。
日本在海洋能開發(fā)利用方面十分活躍,成立了海洋能轉移委員會,僅從事波浪能技術研究的科技單位就有日本海洋科學技術中心等1O多個,還成立了海洋溫差發(fā)電研究所,并在海洋熱能發(fā)電系統(tǒng)和換熱器技術上領先于美國,取得了舉世矚目的成就。美國尤為重視海洋發(fā)電技術的研究。1979年在夏威夷島西部沿岸海域建成了一座稱為MINI-OTCE 的溫差發(fā)電裝置,其額定功率50千瓦,凈出力-愛華網-18.5千瓦,這是世界上首次從海洋溫差能獲得具有實用意義的電力。英國在2007年9月17日批準建立一座海浪能發(fā)電站的計劃,建成其規(guī)模將為世界之最,耗資達2800萬英鎊,發(fā)電量能滿足7500個家庭的電力需求,可在25年內減少30萬噸二氧化碳的排放。英國發(fā)展海洋能有天然的優(yōu)勢,其海岸線很長,充分利用海洋能,對解決英國的能源及環(huán)境問題意義重大。
三、中國海洋能利用現狀
中國海洋能開發(fā)已有近50年的歷史, 80年代以來浙江、福建等地對若干個大中型潮汐電站,進行了考察、勘測和規(guī)化設計、可行性研究等大量的前期準備工作。中國的海洋發(fā)電技術已有較好的基礎和豐富的經驗,小型潮汐發(fā)電技術基本成熟,已具備開發(fā)中型潮汐電站的技術條件。但是現有潮汐電站整體規(guī)模和單位容量還很小,造價高于常規(guī)水電站,水工建筑物的施工還比較落后,水輪發(fā)電機組尚未定型標準化。關鍵問題是中型潮汐電站水輪發(fā)電機組技術問題沒有完全解決,電站造價亟待降低。
中國波力發(fā)電技術研究始于70年代,80年代以來獲得較快發(fā)展,航標燈浮用微型潮汐發(fā)電裝置已趨商品化,在沿海海域航標和大型燈船上推廣應用。在珠江口大萬山島上研建的岸邊固定式波力電站,第一臺裝機容量3kW的裝置,1990年已試發(fā)電成功。中國波浪能開發(fā)的規(guī)模遠小于挪威和英國,小型波浪發(fā)電距實用化尚有一定的距離。
中國潮流發(fā)電研究始于70年代末,首先在舟山海域進行了8kW潮流發(fā)電機組原理性試驗。80年代一直進行立軸自調直葉水輪機潮流發(fā)電裝置試驗研究,目前正在采用此原理進行70kW潮流試驗電站的研究工作。
四、海洋能利用前景

根據中國的規(guī)劃,到2020年,建成潮汐電站10萬千瓦。就中國而言,海洋能的利用技術尚不成熟。 統(tǒng)計顯示,全世界海洋中可開發(fā)利用的波浪能約為27億-30億千瓦。目前,一些發(fā)達國家已經開始建造小型的波浪發(fā)電站。據世界動力會議估計,到2020年,全世界潮汐發(fā)電量將達到1000-3000億千瓦。世界上最大的潮汐發(fā)電站是法國北部英吉利海峽上的朗斯河口電站,發(fā)電能力24萬千瓦,已經工作了30多年。中國在浙江省建造了江廈潮汐電站,總容量達到3000千瓦。
五、中國主要利用海洋能的電站(潮汐電站)
海山電站
江廈電站
白沙口電站
幸福洋電站
岳 浦電站
沙山電站
果子山電站
瀏河電站
愛華網


