守望我们的家园:能量之海

作者:三联生活周刊

(文 / 金辉)

守望我们的家园:能量之海0

海洋被认为是地球上最后的资源宝库,也被称作为能量之海。仅大洋中的波浪、潮汐、海流等动能和海洋温度差、盐度差能等的存储量就高达天文数字。这些海洋能源都是取之不尽、用之不竭的可再生能源。

海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源,属新能源范畴。所谓“可再生”是指它们可以不断得到补充,永不会枯竭,不像煤、石油等非再生能源,储量有限,开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能,供人类使用。海洋能绝大部分来源于太阳辐射能,较小部分来源于天体(主要是月球、太阳)与地球相对运动中的万有引力。蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的,其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。

各种海洋能的蕴藏量是巨大的,据估计有750多亿千瓦,其中波浪能700亿千瓦,温度差能20亿千瓦,海流能10亿千瓦,盐度差能10亿千瓦。沿海各国,特别是美国、俄罗斯、日本、法国等国都非常重视海洋能的开发。从各国情况看,潮汐发电技术比较成熟。利用波能、盐度差能、温度差能等海洋能进行发电还不成熟,目前正处于研究试验阶段。这些海洋能至今没被利用的原因主要有两方面:第一,经济效益差,成本高。第二,一些技术问题还没有过关。尽管如此,不少国家一面组织研究解决这些问题,一面在制定宏伟的海洋能利用规划。

近日,美国俄勒冈州立大学的一个研究小组介绍说,他们设计的海浪能发电机大大提高了能源转换效率,一个高10米、直径6米的浮动发电机装机容量达到250千瓦,可支持约90个家庭使用。这个专家小组认为,海浪能发电相对而言发展较成熟,它的优点在于运行相对稳定,更容易接入普通电网。

与海浪能发电类似的是潮汐能发电。它利用潮汐驱动海面下的涡轮机组产生电力。爱尔兰的一家潮汐发电机制造商介绍说,他们正在开发一种能接入常规电网的发电机,预计今年就可能投入使用。这家企业称,到2010年潮汐发电量将满足爱尔兰6%的用电需求。

目前,洋面或海岸风力发电已进入小规模试用阶段。专家们认为,全球不少海域的风力都大于内陆地区,如果在洋面和海岸安装风力发电机,其效率也会高于内陆的风力发电厂。专家介绍说,美国纽约州普拉姆岛建造的一个8兆瓦装机容量的海岸风力发电厂迄今已运行7年,证明其发电成本低于市场电力价格。另一种发电形式是“涡流振动”,让海流推动半浮在水中的翼板上下振动,发电机将翼板的振动转换成电能。美国密歇根大学的一个研究小组介绍说,“涡流振动”发电的优点在于不破坏海水流动,而且可以利用海浪、潮汐、洋流等产生的能量,具有很大的开发潜力。

中国大陆海岸线长达1.8万多公里,海岛的岸线总长约1.4万多公里,海域面积470多万平方公里,海洋能资源十分丰富,达5亿多千瓦。据测算其中:潮汐能资源约为1.1亿千瓦,大部分分布在浙江、福建两省。沿岸波浪能的总功率为0.7亿千瓦,主要分布在广东、福建、浙江、海南和台湾地区的附近海域。海流能的蕴藏量为0.5亿千瓦,主要分布在浙江、福建等省。海洋温差能约为1.5亿千瓦,另外,流经东海的动力能源黑潮估计约为0.2亿千瓦。

我国“863”计划的40千瓦潮汐发电实验电站实用化项目,已于去年底在浙江岱山县建成发电。据岱山县科技局介绍,这是目前世界第二、亚洲第一座潮流能发电站。下一步,该潮汐电站将作为一座名为“海上升明月”的灯塔永久性电源,为游人造就一处“海潮点亮灯塔”的人间奇观。

40千瓦潮汐能发电技术因此也被评为全球可再生能源领域最具投资价值的十大领先技术之一。该潮流发电实验电站是由哈尔滨工程大学研制,岱山县科技局协助建造,总投资180万元。负责项目技术攻关的哈尔滨工程大学教授张亮介绍说,潮汐发电主要是利用天体引潮力导致的海水发生水平流动的动能来制造电能。据联合国科教文卫组织估计,全球蕴藏的可开发利用的潮汐能总量达3亿千瓦。舟山群岛一带大部分海域海潮流速在2米/秒~4米/秒之间,在全国可开发利用的潮汐能中所占比例很高。

据了解,联合国工业发展组织对岱山潮流能发电项目十分看好,打算在岱山再建造一个功率约120千瓦~150千瓦的潮汐发电站,进一步推出潮汐能资源的开发。■ 发电机潮汐能量新能源能源之海海洋能