中国的海洋--海洋动力资源
海水运动永不休止,拥有用之不竭的动力资源。目前正研究和利用的海洋动力资源有:潮汐发电、波浪发电、温差发电、海流发电、海水浓度差发电以及海水压力差的能量利用等,通称为海洋能源。在海洋能的利用中,潮汐发电比较普遍,并具有较大规模的实用意义。
中国沿海和近海的海洋能蕴藏量估计为10.4 亿千瓦(表9),这可作为沿海和岛屿的重要补充能源。
潮汐发电是利用海水涨落潮差的势能,通过水库控制落差,推动水轮机带动发电机变为电能。中国大陆沿岸的潮汐能资源蕴藏量为1.9 亿千瓦,年发电量为2700 亿度左右。1957 年以来,中国相继建了一批小型潮汐发电站,主要分布在辽宁、山东、上海、浙江、福建和广东沿海。现已开发利用的潮汐能合计装机容量为4000 多千瓦。规模最大的为浙江江厦潮汐电站,设计装机容量为3000 千瓦,年发电量为1070 万度;其次是山东乳山白沙口潮汐电站,设计装机容量为960 千瓦,年发电量为230 万度。
从潮汐能资源的普查结果表明,杭州湾、长江口北段、浙江乐清湾三处是中国最有希望建立大型潮汐电站的地方。
杭州湾潮汐潮差8.9 米,潮汐能蕴藏量达590 亿度/年,居全国首位。若在乍浦建站,装机容量为450 万千瓦,年发电量为186.5 亿度,可超过葛洲坝水电站的电力。
上海崇明岛与苏北之间的长江口北段的最大潮差5 米,潮汐能蕴藏量为78 亿度/年。若在庙港建站,装机容量为80 万千瓦,年发电量为22.8~29.3亿度,几乎等于一个新安江水电站的发电量。
浙江乐清湾潮汐平均潮差4.54 米,如建电站,装机容量为55 万千瓦,年发电量可达16~20 亿度。
此外,象山港、沙埕港、三都澳、兴化湾等地的潮汐能蕴藏量也十分可观。
波浪具有很大的破坏力,但把它利用起来,潜力无穷。所谓波浪发电,是利用波浪起伏的力量,或将波浪运动转化为机械旋转并带动发电机发电。据计算,在100×30 平方米的海面上设置波轮机发电装置,当波高为2 米时,可发电2420 千瓦。如果波高为3 米、周期为7 秒的海浪,在10 公里宽的海面上产生的功率相当于中国新安江水电站的发电量。中国沿海波能的开发利用大有前途,初步估算,仅沿岸地段的波能资源约1.5 亿千瓦,可开发利用的能量约3000~3500 万千瓦;而渤、黄、东、南海的总波能约为806.3×1013焦耳,总功率为57.4×1013 瓦(表10)。如将其全部转换为电能,每年可发电5~50 万亿度,约相当于中国1981 年发电量(3052 亿度)的16~160 倍。
目前,中国波能开发还处于小型发电装置的研究阶段。1980 年已研制成功一种新型波能发电装置,在风力3 级、波高0.2 米情况下,发电最大功率为60 瓦,一天的发电量可供一只航标灯用电3 天。
温差发电是借助海水表层水温和深层水温之间热量差而驱动发电机进行发电,是海洋热能的利用。辽阔的南海表层水温约26~28℃,1000 米深处约5℃。若把1 公斤5℃的深层海水提到表层28℃时,可提供120 千克/米的能量。估计南海温差能蕴藏量在5 亿千瓦左右。因此,中国南海诸岛具有利用海洋热能的良好条件,是温差发电的天然场所。东海黑潮区表层与深层的温度差可达15~20℃,可开发的温差能将在2000 万千瓦以上。黄海冷水团处也可进行温差发电。
海流发电是利用海流冲击水轮机的螺旋桨,带动发电机发电。日本提出了黑潮发电计划,估计黑潮的总能量为1700 亿度,功率为1900 万千瓦。黑潮终年流经中国台湾以东海域,流向稳定,流速较强,中国台湾以东是海流发电的良好场所。在兰屿与绿岛(火烧岛)之间形成天然的大堤坝。台东新港附近的三仙台更是利用海流发电的理想之地,估计在三仙台与绿岛的南寮可发电200~500 万千瓦。中国沿岸强潮流区约20 多处,如渤海海峡、杭州湾、舟山群岛附近、台湾海峡西侧及琼州海峡等均是有名的强潮流区,上述强潮流区可开发利用的潮流能粗估约1200 万千瓦左右。
中国河川众多。在江河入海处,淡水与海水的盐度差较大,尤以长江口、珠江口最甚。初步估算,中国主要大河口的盐差能在1.0 亿千瓦以上,其中长江口和珠江口分别占45%和15%左右。
海洋能与其他能源比较,具有资源丰富、不会污染、占用陆地少、可搞综合利用及可再生产等优点。但它的不足之处是密度小,稳定性差,环境复杂,设备、材料及技术要求高,开发利用困难,成本较高。然而,海洋能的优点正是现有常规能源的弱点。中国沿海人口稠密,工、商、轻纺、交通、贸易等行业在沿海城镇占有相当大比重,能源消耗大,正是目前能源短缺的地方。沿海海洋能资源丰富,可“就地取材”,不失为一种重要的补充能源。尤其对海岛建设来讲,海洋能具有重要的意义,一方面可解决边远岛屿的用电,另一方面可搞海水淡化,解决淡水供应的困难。
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