趙振凱海洋能源幻燈片

1、1海洋能海洋能新能源新能源趙振凱二一四年十二月三日2主要內(nèi)容海洋能源概述海洋能源的主要能量形式海洋能源的利用現(xiàn)狀與前景展望3 一、概述一、概述4 由于太陽(yáng)的普照，平均由于太陽(yáng)的普照，平均每年每每年每kmkm2 2大洋表面水層含有大洋表面水層含有的能量相當(dāng)于的能量相當(dāng)于38003800桶石油燃桶石油燃燒發(fā)出的熱量，可以稱之為燒發(fā)出的熱量，可以稱之為“藍(lán)色的油田藍(lán)色的油田”。5優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 取之不竭的可再生資源，潮汐能源有規(guī)律可循，開(kāi)發(fā)規(guī)模大小均可。缺點(diǎn)： 獲取能量的最佳手段尚無(wú)共識(shí)，大型項(xiàng)目可能會(huì)破壞自然水流、潮汐和生態(tài)系統(tǒng)。6總量據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界海洋能的理論可再生量超過(guò)760億千瓦。海水溫差能約

2、400億千瓦。鹽度差能約300億千瓦。潮汐能大于30億千瓦。波浪能約30億千瓦。7 二、海洋能的主要能量形式二、海洋能的主要能量形式81、潮汐能潮汐現(xiàn)象是指海水在天體（主要是月球和太陽(yáng)）引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性運(yùn)動(dòng)，習(xí)慣上把海面垂直方向漲落稱為潮汐潮汐，而海水在水平方向的流動(dòng)稱為潮流潮流。因?yàn)樘?yáng)、月亮與地球之間的萬(wàn)有引力與地球自轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)使得海洋水位形成高低變化,這種高低變化,稱之為潮汐。據(jù)專家們估計(jì)，全球海洋中所蘊(yùn)藏的潮汐能約有30億kw，若能把它充分利用起來(lái)，其每年的發(fā)電量可達(dá)33480萬(wàn)億kwh。9潮汐能利用的主要方式是發(fā)電，潮汐發(fā)電與水力發(fā)電的原理相似。和水力發(fā)電相比，潮汐能的能量密

3、度很低，相當(dāng)于微水頭發(fā)電的水平。世界上潮差較大值約為1315m，我國(guó)最大值（杭州灣澉浦）為8.9m。通常平均潮差在3m以上就有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1011世界主要潮汐電站國(guó) 家國(guó) 家站 名站 名潮差潮差/m m容量容量/MWMW投運(yùn)時(shí)間投運(yùn)時(shí)間法國(guó)法國(guó)朗斯朗斯8.58.524024019661966加拿大加拿大安納波利斯安納波利斯7.17.119.119.119841984前蘇聯(lián)前蘇聯(lián)基斯拉雅基斯拉雅3.93.90.40.419681968中國(guó)中國(guó)江廈江廈5.15.13.23.219801980中國(guó)中國(guó)白沙口白沙口2.42.40.640.6419781978中國(guó)中國(guó)幸福洋幸福洋4.54.51.281

4、.2819891989中國(guó)中國(guó)岳浦岳浦3.63.60.150.1519711971中國(guó)中國(guó)海山海山4.94.90.150.1519751975中國(guó)中國(guó)沙山沙山5.15.10.040.0419611961中國(guó)中國(guó)例河例河2.12.10.150.1519761976中國(guó)中國(guó)果子山果子山2.52.50.040.041977197712法國(guó)朗斯潮汐電站法國(guó)朗斯潮汐電站13浙江溫嶺江廈潮汐電站浙江溫嶺江廈潮汐電站14加拿大安納波利斯潮汐電站（1）蓄水池水位控制閘 （2）地下電廠動(dòng)力控制室152、波浪能波（涌）浪能是指海洋表面波浪所具有的動(dòng)能和勢(shì)能，是一種在風(fēng)的作用下產(chǎn)生的，并以位能和動(dòng)能的形式由短周期波

5、儲(chǔ)存的機(jī)械能。波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。16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。波浪能利用裝置大都源于幾種基本原理：利用物體在波浪作用下的振蕩和搖擺運(yùn)動(dòng)利用波浪壓力的變化利用波浪的沿岸爬升將波浪能轉(zhuǎn)換成水的勢(shì)能1718波浪能發(fā)電裝置193、海水溫差能海水溫差能是指海洋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(chǔ)存著溫差熱能，其能量與溫差的大小和水量成正比。溫差能利用的最大困難是溫差太小，能量密度低，其效率僅有3%左右，而且換熱面積大，建設(shè)費(fèi)用高，目前各國(guó)仍在積極探索

6、中。20溫差能的主要利用方式為發(fā)電，法國(guó)物理學(xué)家阿松瓦爾首次提出利用海水溫差發(fā)電設(shè)想；1926年，阿松瓦爾的學(xué)生克勞德試驗(yàn)成功海水溫差發(fā)電。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。2122海洋溫差能綜合開(kāi)發(fā)利用將溫差發(fā)電、海水淡化、海洋種植或水產(chǎn)養(yǎng)殖等多項(xiàng)工作結(jié)合起來(lái)同時(shí)進(jìn)行。實(shí)現(xiàn)海洋能源綜合利用，是國(guó)際上海洋能開(kāi)發(fā)利用的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。綜合利用途徑：海水淡化和冷水空調(diào)燃料生產(chǎn)發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)和熱帶農(nóng)業(yè)234、鹽差能鹽差能是指海水（35鹽度）和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學(xué)電位差能，是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。主要存在與河海交接處。淡水豐富地

7、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。海水和淡水之間的化學(xué)電位差有相當(dāng)于240m水頭差的能量密度。24255、海流能海流能是指海水流動(dòng)的動(dòng)能，主要是指由于溫差導(dǎo)致的海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動(dòng)（著名的寒流和暖流）以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動(dòng)所產(chǎn)生的能量，是另一種以動(dòng)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。海流能的利用方式主要是發(fā)電，其原理和風(fēng)力發(fā)電相似。26中國(guó)沿海海流能的年平均功率理論值約為1.4X107kw，屬于世界上功率密度最大的地區(qū)之一；遼寧、山東、浙江、福建和臺(tái)灣沿海的海流能較為豐富，不少水道的能量密度為1530kw/m2，具有良好的開(kāi)發(fā)值。浙江舟山群

8、島的金塘、龜山和西候門(mén)水道，平均功率密度在20kw/m2以上，開(kāi)發(fā)環(huán)境和條件很好。2728三、海洋能的利用現(xiàn)狀與前景展望三、海洋能的利用現(xiàn)狀與前景展望 29全球海洋能資源資源種類發(fā)電量/(TWh/a)能量/(EJ/a)潮汐能22,00079波浪能18,00065海洋熱能2,000,0007,200鹽差能23,00083總計(jì)2,063,0007,40030海洋環(huán)境比陸地環(huán)境更為特殊，保障海洋發(fā)電設(shè)施正常發(fā)電是海洋能發(fā)展一直面臨的困難。無(wú)論在沿岸近海、還是在外海深海，開(kāi)發(fā)海洋能資源都存在能量密度低，受海水腐蝕，海生物附著，大風(fēng)、巨浪、強(qiáng)流等環(huán)境動(dòng)力作用影響等問(wèn)題；海洋能能量轉(zhuǎn)換裝置設(shè)備龐大、材料要求強(qiáng)度高、防腐蝕性能好，設(shè)計(jì)施工技術(shù)復(fù)雜，投資大造價(jià)高。31 七大新型海洋能發(fā)電設(shè)計(jì) 世界上第一個(gè)商業(yè)海浪發(fā)電海浪發(fā)電廠“海蛇”位于葡萄牙北部海岸，2008年剛剛投入運(yùn)轉(zhuǎn)?！昂Ｉ摺钡陌l(fā)電機(jī)是一個(gè)150m長(zhǎng)的鋼鉸接結(jié)構(gòu)，通過(guò)彎曲移動(dòng)帶動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，可產(chǎn)生750kw電量。 32一種利用海浪發(fā)電海浪發(fā)電的新奇設(shè)計(jì)，按比例縮小的“巨蟒”?！熬掾钡南鹉z材料身體柔軟可彎曲，內(nèi)部裝滿海水。海浪在“巨蟒”內(nèi)部產(chǎn)生壓力波，壓力波不斷向前行進(jìn)最終帶動(dòng)尾部的發(fā)電機(jī)。 33這種漂浮物是位于澳大利亞西部弗里曼特爾附近一家實(shí)驗(yàn)性海浪發(fā)電海浪發(fā)電廠的組成部分。每個(gè)漂浮物可在海浪的作用下上下移