我國海洋能資源調(diào)查與開發(fā)利用研究

我國海洋能資源調(diào)查與開發(fā)利用研究

0海洋能量資源研究一、對海洋能量資源的研究1沿海潮砂能資源調(diào)查1958年，根據(jù)水電部和中國科學(xué)院在上海召開的“全國潮汐發(fā)電會”的要求，水電部對沿海地區(qū)的潮汐進行了調(diào)查，并宣布這是中國第一次發(fā)布沿海潮汐。據(jù)1959年完成的普查報告,全國500處港灣、河口壩址的潮汐能資源,年理論蘊藏量275.16TWh,裝機容量110GW。其中,可開發(fā)裝機容量35GW,年發(fā)電量87.43TWh。2第一次全國沿海潮砂能資源普查1978～1985年,在水電部領(lǐng)導(dǎo)下,水電吉阝華東勘測設(shè)計研究院(簡稱“華東院”,下同)和沿海各省市水電勘測設(shè)計院完成了第二次全國沿海潮汐能資源普查(簡稱《普查》,下同),調(diào)查了全國沿海單壩址可開發(fā)裝機容量大于500kW的156個海灣、33個河口的潮汐能資源。3中國沿海農(nóng)村海洋能資源區(qū)劃1986～1989年,在國家海洋局和水電部領(lǐng)導(dǎo)下,國家海洋局第二海洋研究所(簡稱“海洋二所”,下同)和華東院等單位完成了中國沿海農(nóng)村海洋能資源區(qū)劃(簡稱《區(qū)劃》,下同),其中包括單壩址可開發(fā)裝機容量200～1000kW的242個壩址的潮汐能資源和波浪能、潮流能資源理論功率。4中國沿海的鹽差能為短距離內(nèi)附近海域提供波能和高差能量這些資源均未進行過正式資源調(diào)查,僅有文獻中的研究計算結(jié)果。5海洋能資源調(diào)查和評價自2005年開始,國家海洋局組織領(lǐng)導(dǎo)進行的“中國近海海洋綜合調(diào)查”(“908”)專項中,設(shè)有海洋能資源調(diào)查和評價兩個專題,正在調(diào)查近海的各類海洋能資源,由國家海洋技術(shù)中心等單位承擔(dān),當(dāng)前尚未公布調(diào)查成果。二、海洋能量資源開發(fā)初步研究自1958年以來,華東院等曾進行過多次潮汐能開發(fā)前期的調(diào)查研究工作。主要工作列于表1。三、海洋能資源的現(xiàn)狀評價以上資源調(diào)查成果和計算結(jié)果給出了我國海洋能資源儲量和分布狀況,是迄今我國制定海洋能資源開發(fā)利用發(fā)展規(guī)劃和開發(fā)試驗選址的主要依據(jù),對我國海洋能的開發(fā)利用起到一定促進作用。但是,由于國家以往對海洋能開發(fā)利用的重視不夠,投入不足,致使工作不深入,調(diào)查統(tǒng)計的能種和海域均不全。如以上資源調(diào)查主要是對沿岸資源,特別是潮汐能資源的調(diào)查,并且除了“908”中的資源調(diào)查外,基本上未進行現(xiàn)場調(diào)查,主要是利用歷史資料進行資源計算統(tǒng)計,特別是因缺資料,而未計算統(tǒng)計大波浪、強潮流區(qū)的資源。因此,現(xiàn)有我國海洋能資源的數(shù)據(jù)與客觀實際間可能有較大距離。由上述可知,總體上,我國已完成的海洋能資源調(diào)查評價,基本上是對離散站點資源的計算分析,尚未利用數(shù)值模擬方法對各類海洋能資源進行連續(xù)大面資源的計算研究;除潮汐能對重點海灣進行過資源開發(fā)規(guī)劃設(shè)計研究外,尚未對其他海洋能資源的重點海區(qū)和岸段進行過較深入細致的資源調(diào)查研究;另外海洋能開發(fā)對環(huán)境可能產(chǎn)生影響的研究開展極少,而這項工作非常重要。海洋能及其開發(fā)利用與海洋環(huán)境的關(guān)系,可概括為:海洋環(huán)境中的能量要素決定海洋能能量大小,海洋環(huán)境中的環(huán)境要素制約海洋能的開發(fā)利用,海洋能開發(fā)既要適應(yīng)海洋環(huán)境,又可能對環(huán)境產(chǎn)生正面或負面影響,必須充分重視避免和減輕海洋能開發(fā)對海洋環(huán)境可能產(chǎn)生影響的研究。鑒于以上原因,我國現(xiàn)有的海洋能資源調(diào)查工作還遠不能滿足海洋能開發(fā)規(guī)劃和選址的需要,急待加強。1潮汐能資源1.1潮砂能資源可開發(fā)利用的量根據(jù)《普查》和《區(qū)劃》對單壩址可開發(fā)裝機容量大于200kW的426個海灣和河口壩址的調(diào)查統(tǒng)計,中國沿岸的潮汐能資源可開發(fā)總裝機容量為21796MW,年發(fā)電量為62.4TWh(表2)。但是,《普查》只統(tǒng)計了港灣內(nèi)的資源,在港灣外沿岸廣闊的灘涂上還有數(shù)量可觀的潮汐能資源,尚未統(tǒng)計在內(nèi)。因此,筆者認為中國沿岸的潮汐能資源可開發(fā)裝機容量應(yīng)大于以上數(shù)值。同時,需要指出,以上資源,特別是多數(shù)較大型海灣的資源不可能全部開發(fā)利用,因為海灣中各類海洋資源共存,是海洋資源開發(fā)的熱點地區(qū),各類資源的開發(fā)利用必須在權(quán)衡社會和經(jīng)濟效益與環(huán)境利弊、統(tǒng)籌規(guī)劃的前提下進行。另外,已進行的資源調(diào)查己過去20多年,由于自然演變和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,以上資源的開發(fā)環(huán)境已發(fā)生了較大變化,有的已不具備開發(fā)條件。1.2兩種沿海地區(qū)的分布中國沿岸的潮汐能資源主要集中在東海沿岸,又以福建、浙江兩省沿岸最多,合計裝機容量19.25GW,年發(fā)電量55.1TWh,分別占全國總量的88.3%(表2)。在福建、浙江兩省沿岸資源分布也不均勻,主要集中在幾個大海灣內(nèi)。裝機容量1000MW以上的電站,浙江有錢塘江口(乍浦)和三門灣(牛山—南田),福建有興化灣、三都澳、湄州灣和福清灣,合計裝機容量占全國總量的61.2%,分別占各省總量的81.9%和58.5%(表3)。可喜的是,這種分布與我國沿海地區(qū)的能源需求分布正相吻合,即潮汐能資源最豐富的東南沿海地區(qū),正是我國經(jīng)濟發(fā)達、能耗量大、常規(guī)能源缺乏、能源缺口最大的地區(qū)。如能開發(fā)滬、浙、閩的潮汐能資源,則可為緩解這里的能源供求矛盾做出貢獻。1.3建設(shè)條件1福建、浙江對策從能量密度和港灣的地質(zhì)條件看,我國的潮汐能資源開發(fā)條件以福建、浙江沿岸最好,其次是遼東半島南岸東側(cè)、山東半島南岸北側(cè)和廣西東部等岸段。這些地區(qū)潮差較大,為基巖港灣海岸,海岸曲折多海灣,具有潮汐電站建設(shè)的良好條件。2大機組10mw級東南角電站在東海沿岸有很多潮差大、開發(fā)條件良好的潮汐電站站址,已做過大量規(guī)劃設(shè)計和預(yù)可行性研究工作,可供先期開發(fā)。具有近期開發(fā)條件的中型(10MW級)潮汐電站,福建省有福鼎市的八尺門、羅源縣的大官坂、廈門市的馬鑾灣;浙江省有三門縣的健跳港、寧海縣的岳井洋、黃墩港等(表4)。已有較好的工作基礎(chǔ),尚需進行深入的綜合研究論證的大型潮汐電站有浙江的樂清灣(江巖山)等。3潮差最大的地區(qū)平均潮差是衡量潮汐能資源優(yōu)劣的重要指標(biāo),潮汐電站的裝機容量和發(fā)電量與平均潮差的平方成正比,潮汐電站的建設(shè)和發(fā)電成本與平均潮差的平方成反比。世界上潮差最大的地區(qū)在北半球45°～55°N間的大陸沿岸,如加拿大的芬迪灣、英國的塞汶河口、法國的圣馬洛灣、俄羅斯的鄂霍次克海等,平均潮差7～12m,最大潮差15～17m。而中國沿岸潮差最大的地區(qū),如浙江的錢塘江口、樂清灣,福建的三都澳、羅源灣、福清灣、興化灣、湄州灣等,平均潮差4～5.5m,最大潮差7～8.5m。兩者比較可見,中國的潮差僅約為世界的一半,在世界上處于中等水平,這是中國潮汐能開發(fā)的首要不利條件,是潮汐電站單位裝機容量投資高的主要原因之一。2波能量資源2.1海岸波浪能量資源2.1.1波浪能資源參數(shù)水平據(jù)《區(qū)劃》利用沿岸55個海洋站一年(中等波浪)的波浪觀測資料為代表計算統(tǒng)計,全國沿岸的波浪能資源平均理論功率為12.843GW(表5)。但是,需特別指出,在全國沿岸有很多已知的著名大浪區(qū),以福建為例,就有臺山列島、四列島、閭峽、北茭、梅花淺灘、牛山、大炸、圍頭、鎮(zhèn)海、古雷頭等。其中很多地點因無實測資料,故未統(tǒng)計在內(nèi)。并且《區(qū)劃》波浪能資源計算所取的代表測站均為綜合性海洋觀測站,很多設(shè)在大陸沿岸,甚至在海灣內(nèi),故波浪觀測資料代表性較差(偏小),因此,筆者認為以上波浪能資源理論功率應(yīng)小于實際理論功率。另外,臺灣省四周環(huán)海,沿岸波浪大,波浪能資源豐富,但是因暫缺沿岸的波浪實測資料,其波浪能平均理論功率是利用臺灣島周圍海域的船舶報資料,折算為岸邊數(shù)值后計算統(tǒng)計的,未經(jīng)岸邊實測波浪資料驗證,只能作為臺灣省沿岸波浪能資源數(shù)量級的參考。2.1.2全國沿海地區(qū)功率密度較高的地段分布1)波浪能資源地域分布很不均勻。中國沿岸的波浪能資源以臺灣省沿岸最多,為4.29GW,占全國總量的1/3;其次是浙江、廣東、福建沿岸較多,在1.66～2.05GW間,合計為5.45GW,占全國總量的42%以上;其他省市沿岸則很少,廣西沿岸最少(表5)。2)波浪能功率密度地域分布是近海島嶼沿岸大于大陸沿岸,外圍島嶼沿岸大于大陸沿岸島嶼沿岸。全國沿岸功率密度較高的區(qū)段是:渤海海峽(北隍城7.73kW/m)、浙江中部(大陳島6.29kW/m)、臺灣島南北兩端(南灣和富貴角至三貂角6.21～6.36kW/m)、福建海壇島以北(北和臺山5.32～5.11kW/m)、西沙地區(qū)(4.05kW/m)和粵東(遮浪3.62kW/m)沿岸。以上地區(qū)年平均波高大于1m,平均周期多大于5s,是全國沿岸波功率密度相對較高,資源儲量最豐富的地區(qū)。其次是浙江南部和北部、廣東東部、福建海壇島以南、山東半島南部沿岸。渤海、黃海北部和北部灣北部沿岸波功率密度最低,資源儲量也最少。3)功率密度具有明顯的季節(jié)變化。由于中國沿岸處于季風(fēng)氣候區(qū),多數(shù)地區(qū)功率密度具有明顯的季節(jié)變化。全國沿岸功率密度變化的總趨勢是,秋冬季較高,春夏季較低。而浙江及其以南海區(qū)沿岸,因受臺風(fēng)影響,波功率密度春末和夏季(南海5～8月份,東海7～9月份)也較高,甚至?xí)霈F(xiàn)全年最高值,如大陳附近。波功率密度的季節(jié)變化在波功率密度較高的島嶼附近更為顯著,如北隍城、龍口、千里巖、大陳、臺山、海壇和西沙等。而在大陸沿岸和少數(shù)島嶼,波功率密度的季節(jié)變化相對較小,如云澳、表角、遮浪和嵊山、南麂、大戢山等(圖1)。2.1.3建設(shè)條件1波功率密度偏低世界各地的波浪能功率密度分布,一般為20～50kW/m,較高的為60～80kW/m,最高可達100kW/m;而中國沿岸的波功率密度較高的地區(qū)為3～7kW/m,僅為世界各地波功率密度的1/10,顯然,中國沿岸的波功率密度在世界上是屬于偏低的。因為波浪發(fā)電裝置的裝機容量和發(fā)電量與平均波高的平方成正比,裝置的尺度和造價與平均波高的平方成反比,致使我國波浪發(fā)電裝置的單機裝機容量不易擴大,單位裝機容量的體積大、造價高、發(fā)電量低,這給我國的波浪能技術(shù)研發(fā)增加了難度。2廣東沿海地區(qū)分析研究全國沿岸的波功率密度及其變化和開發(fā)利用的海洋環(huán)境條件可知,有很多波功率密度相對較高、開發(fā)條件較好的地區(qū)和地點。就地區(qū)而言,首先是東海的福建、浙江沿岸,其次是廣東東部、長江口和山東半島南部的中段沿岸;就具體地點而言,是嵊山島、南麂島、大戢山、云澳、表角、遮浪等。這些地區(qū)和地點一般具有波功率密度相對較高、季節(jié)變化相對較小、平均潮差小、近岸水較深、基巖型海岸、岸灘較窄、坡度較大等優(yōu)良條件,有利于轉(zhuǎn)換裝置設(shè)計、安裝施工和提高轉(zhuǎn)換效率,是我國波浪能資源開發(fā)利用較為理想的地點,應(yīng)作為優(yōu)先開發(fā)的站址。2.2波浪能源位于沿海地區(qū)和周邊地區(qū)2.2.1波浪能資源的確定根據(jù)馬懷書等利用國家海洋局的《海洋調(diào)查資料》和國家氣象局的《船舶報資料》多年歷史波浪資料,采用氣候?qū)W方法,對渤海、黃海、東海和南海海區(qū)波浪能資源的計算(本文中所稱黃海、東海、南海均指自然地理意義上的海區(qū)范圍,不涉歸屬),中國近海及毗鄰海域的波浪能資源理論總儲量和理論總功率分別為8103TJ和574TW(表6)。馬懷書等經(jīng)分析研究后認為,中國近海及毗鄰海域?qū)嶋H可供開發(fā)的波浪能有效功率約為理論功率的1‰～1%,即574～5740GW。筆者取中國近海及毗鄰海域波浪能理論功率的1‰,即574GW作為可開發(fā)裝機容量。2.2.2資源分布1原則區(qū)由圖2和圖3可見,中國近海及毗鄰海域的波浪能儲量和波能功率沿緯向的分布是一致的,它們均有3個高峰區(qū)。第1個高峰區(qū)位于8°～14°N,即南海南部(2°～15°N)偏北的大部分海區(qū);第2個高峰區(qū)位于17°～22°N,即南海北部(15°～22°N)偏北的大部分海區(qū);第3個高峰區(qū)位于25°～33°N,即基本上是整個東海海區(qū)。比較3個高峰區(qū)可見,第1和第2個高峰區(qū)的量值均大于第3個高峰區(qū),第1和第2兩個高峰區(qū)的波能和波功率占我國近海及毗鄰海域總波能和總波功率的近2/3。2波能的雙重地區(qū)由圖4和圖5可見,中國近海及毗鄰海域波能和波功率沿經(jīng)向的分布基本上也是一致的。與沿緯向分布不同的是,經(jīng)向分布僅有兩個高峰區(qū)。波能的第1個高峰區(qū)位于110°～119°E,即大部分南海海區(qū),第2個高峰區(qū)位于121°～126°E,即黃海和東海的大部分海區(qū)。而波功率的第1個高峰區(qū)位于109°～118°E,第2個高峰區(qū)位于120°～125°E。同時,我國近海及毗鄰海域波能和波功率的約2/3集中于第1個高峰區(qū),而其余的約一半在第2個高峰區(qū)。3南海南部的海域分布我國近海及毗鄰海域波浪能資源在各海區(qū)的分布,按理論總波能和總波功率大小,各海區(qū)的排序是:南海南部偏北海區(qū)為2200TJ和141TW,占各海區(qū)總量的24.6%;南海北部偏北海區(qū)為1710TJ和122TW,占各海區(qū)總量的21.3%;東海海區(qū)為1673TJ和117TW,占各海區(qū)總量的20.4%。南海南部偏南海區(qū)、渤海和北黃海最少。按波能密度大小,各海區(qū)的排序是:南海南部偏北海區(qū)、南海北部偏北海區(qū)、東海海區(qū),南海南部偏南海區(qū)、渤海和北黃海最低;按波功率密度大小,各海區(qū)的排序是:南海北部偏北海區(qū)、南海南部偏北海區(qū)、東海海區(qū),南海南部偏南海區(qū)、渤海和北黃海最低。3全球能源資源3.1gw根據(jù)《區(qū)劃》對中國沿岸130個海峽、水道的計算統(tǒng)計,潮流能資源理論平均功率為13.95GW(表7)。但是,還有很多著名強潮流水道的潮流能資源(如據(jù)2000年前后杭州灣跨海大橋橋址潮流調(diào)查,多處流速達4～5m/s),因缺資料,尚未統(tǒng)計在內(nèi),因此筆者認為中國沿岸的潮流能資源理論總功率,應(yīng)大于《區(qū)劃》給出的以上數(shù)值。3.2資源分布1沿海地區(qū)的分布。我國我國中國沿岸的潮流能資源在各省沿岸的分布,以浙江沿岸最多,有37個水道,理論平均功率為7.090GW,占全國總量的41.9%;其他省區(qū)沿岸則較少,廣西沿岸最少,僅23MW。在各海區(qū)沿岸的分布,以東海沿岸最多,有95個水道,理論平均功率為10.96GW,占全國總量的78.6%;其次是黃海沿岸(主要在北黃海沿岸),有12個水道,共2.30GW,占全國總量的16.5%;南海沿岸最少,共23個水道,僅為680MW,占全國總量的4.9%(表7)。2舟山群島區(qū)全國沿岸潮流能高功率密度水道及其最大功率密度分別是:杭州灣口北部為28.99kW/m2,舟山群島區(qū)的金塘水道為25.93kW/m2,龜山水道為23.89kW/m2,西候門水道為19.08kW/m2,渤海海峽北部的老鐵山水道北側(cè)為17.41kW/m2,福建三都澳三都角西北部為15.11kW/m2,臺灣澎湖列島漁翁島西南側(cè)為13.69kW/m2。3.3建設(shè)條件1山城市群沿海地區(qū)中國沿岸有很多海峽的潮流流速較大,特別是浙江的杭州灣和舟山群島海區(qū)的諸水道,最大潮流流速可達5.0m/s以上,是我國潮流能資源最豐富的地方,其功率密度與歐洲和北美洲潮流能功率密度最大的地區(qū)相當(dāng),這是潮流能開發(fā)的首要有利條件。2重點沿海地區(qū)。在經(jīng)濟海域考慮潮流能功率密度、理論儲量和開發(fā)利用環(huán)境條件等因素,我國沿岸潮流能資源,按海區(qū)而論,以東海沿岸最好;按地區(qū)而論,首先是浙江省杭州灣西部(區(qū)劃中缺)、東北部和舟山海域諸水道,其次是福建省三都澳內(nèi)諸水道、遼寧省旅順沿岸老鐵山水道等。這些地區(qū)具有能量密度高、理論儲量大、開發(fā)利用條件較好的優(yōu)點,應(yīng)作為潮流能開發(fā)利用的重點海區(qū)。尤其是舟山群島海區(qū)水道眾多、四通八達,開發(fā)利用潮流能站址選擇余地大,潮流能開發(fā)可回避與交通航運和其他海洋開發(fā)工程的相互影響問題,并且各水道多受島嶼掩護,海況較為平穩(wěn),海岸多為基巖岸,因此是我國沿岸潮流能開發(fā)利用條件最為理想的地區(qū),應(yīng)列為優(yōu)先試驗開發(fā)的海區(qū)。4高差能源位于沿海地區(qū)和周邊地區(qū)4.1開發(fā)容量估算根據(jù)王傳、吳文等的計算,黃海、東海、南海的溫差能資源儲量約為14.63×1018～15.19×1018kJ,當(dāng)取可開發(fā)裝機容量為技術(shù)可開發(fā)裝機容量的1%時,則可開發(fā)裝機容量約為352.7～366.2GW。另據(jù)臺灣省電力公司估算,臺灣島以東海域溫差能資源可開發(fā)利用能量約為216×1012kJ,可開發(fā)裝機容量約6.8GW。合計中國近海及毗鄰海域溫差能資源可開發(fā)裝機容量約359.5～373GW(表8)。4.2資源分布中國近海及毗鄰海域的溫差能資源90%以上分布在南海,其次是東海。1治療溫海水的權(quán)利由于在每年夏半年(5～10月份)有黃海冷水團出現(xiàn),即在30m(北黃海)、40m(南黃海)以下為冬季保留下來的7～9℃的冷水,而其上部為20℃以上的溫海水,故存在溫差能資源。根據(jù)吳文等計算黃海的溫差能資源理論儲量為0.141×1018kJ。2海水溫度和水溫東海陸架區(qū)中的相對深水區(qū),夏半年(5～10月份)存在表、深層溫差能資源。根據(jù)吳文等計算溫差能資源理論儲量為0.338×1018kJ。東海黑潮區(qū)終年上層海水溫度為22～29℃,而1000m以下終年水溫在4℃以下,全年表、深層溫差達18℃以上,蘊藏著豐富的溫差能資源。根據(jù)王傳和吳文等計算溫差能理論儲量約為0.79×1018～1.75×1018kJ,技術(shù)可開發(fā)裝機容量約為1.603～3.55TW,可開發(fā)裝機容量約為16.0～35.5GW。3資源開發(fā)因黑潮流經(jīng)該區(qū),同樣蘊藏著豐富的溫差能資源。據(jù)中國臺灣省電力公司估算,可開發(fā)利用能量約為216×1012kJ,可開發(fā)裝機容量約6.8GW(此資源數(shù)量只見簡單報道,未見計算的具體區(qū)域和方法,中國大陸學(xué)者因缺資料,未進行資源計算)。另據(jù)臺灣工業(yè)技術(shù)研究院研究稱,臺灣東部海域12海里內(nèi)的溫差能資源儲量可達30GW。4思想上能量的補充周期南海由于緯度低、水深、海域廣闊等原因,使其蘊藏著豐富的溫差能資源。根據(jù)王傳和吳文等的計算,南海溫差能理論儲量為12.96×1018～13.84×1018kJ,若取能量補充周期為1年,技術(shù)可開發(fā)裝機容量為33.07～35.11TW。若取可開發(fā)利用其中的1%,則南海溫差能資源可開發(fā)利用裝機容量為331～351GW。4.3建設(shè)條件1用金屬源利用,大力提取底層冷海水和空調(diào)冷源北黃海平均水深38m,大部分水域水深小于60m,南黃海平均水深46m,大部分水域水深小于80m。由于水深較淺,暖水層厚度較小,表、深層溫差較小,而且僅在夏半年發(fā)生,冬半年表、深層水溫基本一致,故一般認為很難開發(fā)利用,常暫定為沒有開發(fā)利用價值。但是,早在1981年浙江大學(xué)洪逮吉教授就提出以火力為熱源,以冷海水為冷源,以CO2為工質(zhì),建大功率火電站,利用這種特殊溫差能資源的設(shè)想。最近中國海洋大學(xué)侍茂崇教授提出,在夏季提取緊靠山東威海附近的底層冷海水做空調(diào)冷源的設(shè)想。可見,不局限于通常意義的溫差能利用方式,黃海這種溫差能資源還是可能被開發(fā)利用的。2黑潮、陸架區(qū)地形為西北高,東南低,自西北向東南傾斜,平均水深370m。其中,東海中部以西,為水深小于200m的陸架區(qū),占東海面積的66%;東海中部以東,多為水深大于1000m的沖繩海槽,因有來自赤道附近的“黑潮”(高溫、高鹽海流)由臺灣島以東進入東海流經(jīng)此區(qū),稱其為黑潮區(qū)。陸架區(qū)因為水深較淺、溫差較小,且僅在夏半年發(fā)生,所以一般也認為開發(fā)利用較困難,只能采用非常規(guī)方式開發(fā)利用。黑潮區(qū)的溫差能資源具有溫差大、暖水層厚、全年溫差較穩(wěn)定及離島嶼較近等優(yōu)點,因此溫差能資源豐富,開發(fā)條件較好。3陸架深水區(qū)臺灣島以東海區(qū)的海底地勢自臺灣東岸向太平洋海盆激劇傾斜,在臺灣蘇澳以北岸段海底坡度較緩,大陸架稍寬,7～17km,近岸水深較淺,陸架外大部水深為200～1000m;蘇澳以南陸架狹窄,2～4km,坡度很陡,水深較深,陸架外大部水深為3000m,除新港至臺東港一段外,1000m與200m等深線極為靠近。因此,本區(qū)具有全年表、深層溫差20℃以上,近岸水深變化急促,1000m的深水區(qū)距離海岸很近,海岸多為懸崖陡壁等有利的開發(fā)條件,是岸基式開發(fā)的優(yōu)良廠址。自1980年代初起,臺灣省電力公司等單位對花蓮縣的和平溪口及石梯平、臺東縣的樟原及綠島、恒春縣的紅柴及蘭嶼等預(yù)選站址,進行資源和環(huán)境調(diào)查評估,認為樟原和紅柴條件優(yōu)越是可能性較大的溫差電廠廠址。4雙方距離大陸和島嶼南海資源最豐富,開發(fā)條件最優(yōu)越,西沙是最適合先期開發(fā)的試驗場地。南海北部。大部分為大陸架,東南部為深水區(qū),1000m等深線距離大陸海岸線一般為300～400km,但個別區(qū)位距岸較近,如距汕頭市海岸最近處約為200km,距海南島和東沙群島分別約90和50km。因此東南部具有較好的深水區(qū)和表、深層水溫差條件,但因其距離大陸和島礁仍較遠,不具備建陸基電站的條件,不適于最先試驗性開發(fā)。而與南海中、南部相比,距離大陸最近,在未來的溫差能資源開發(fā)中后方供應(yīng)聯(lián)絡(luò)最為方便。南海南部。南沙群島位于南海深水海區(qū)中、東南部,形似海底連綿的山脈,呈東北—西南排列。本區(qū)溫差能資源豐富,具有廣闊的開發(fā)前景。但因其距離大陸最遠(均在1000～1500km間),也不適于作為近期開發(fā)的對象。南海中部。西沙和中沙群島位于本區(qū)西部。西沙群島為一群坐落在900～1000m的大陸坡臺階上的島礁,其邊坡陡峻,是良好的陸基式或陸架式溫差電站站址。西沙群島中的永興島是南海諸島的行政、經(jīng)濟、軍事中心,有較多的常住人口。其能源和淡水均需由大陸供應(yīng),因路途遙遠,十分不便,成本較高。如能開發(fā)利用溫差能資源,既能提供能源,又可獲得淡水,還可利用深層水用作空調(diào)和養(yǎng)殖,具有一舉多得的效益。西沙群島是最適合首先開始溫差能開發(fā)試驗的場地。綜上所述,從資源能量密度、資源儲量和開發(fā)條件來看,南海中部海區(qū)和臺灣以東海區(qū)是海洋溫差能開發(fā)利用的理想場地。5鹽差能資源5.1差能資源理論儲量及功率根據(jù)王傳利用中國江河入海水量資料計算,全國沿岸鹽差能資源理論儲量約為3.58×1015kJ,理論功率約為114GW(表9)。若取可開發(fā)其中的10%,則全國沿岸鹽差能可開發(fā)裝機容量約為11.4GW。5.2資源分布1全國鹽差能資源主要分布在長江口及其沿海由于鹽差能資源儲量取決于入海的淡水量和海水的鹽度,所以鹽差能資源的分布具有與入海水量分布相同的不均勻性。全國鹽差能資源主要分布在長江口及其以南大江河入?？谘匕?。其中以長江口最多,可開發(fā)裝機容量為7022MW,占全國總量的61.84%;珠江口為2203MW,占全國總量的19.40%;合計占全國總量的81.24%。2烈的季節(jié)變化和顯著的年際變化沿海江河入海淡水流量的變化特點決定了鹽差能功率具有劇烈的季節(jié)變化和顯著的年際變化。另外,由于上游大型水電站、水庫建設(shè)等水利開發(fā)力度的加大等原因,我國江河的入海淡水流量逐年減少的趨勢明顯,有的江河經(jīng)常處于斷流狀態(tài)。5.3鹽差能與其他海洋生態(tài)環(huán)境的關(guān)系由于鹽差能開發(fā)技術(shù)研究的歷史較短,技術(shù)上尚處于原理性探討和實驗室研究階段。關(guān)于鹽差能開發(fā)對環(huán)境條件的要求,還了解較少,因此對開發(fā)條件的評估尚難于進行。而在河口地區(qū)開發(fā)利用鹽差能與其他海洋經(jīng)濟活動和海洋生態(tài)環(huán)境的相互影響較為明顯。鹽差能資源蘊藏在沿岸河口地區(qū),江河越大鹽差能資源越多;而河口地區(qū)正是經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),江河越大經(jīng)濟活動越發(fā)達。經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的河口從事交通航運、漁業(yè)捕撈、海洋開發(fā)工程等各類活動的來往船舶眾多,開發(fā)利用鹽差能若在河口筑壩,使交通航運、生物的回游、沉積物運移、污染物排放等受到限制,顯然是不可行的。一般是設(shè)想利用導(dǎo)水管道把河水和海水引到岸邊后實現(xiàn)鹽差能轉(zhuǎn)換。另外,以上資源儲量均用各江河的全部入海水量計算而得,上述表明,各江河口的入海水量全部用于鹽差發(fā)電顯然是不可能的。6海洋能的開發(fā)與研究6.1能和潮流能技術(shù)的進步與改進在科技部等國家領(lǐng)導(dǎo)部門的支持下,我國的潮汐能、波浪能和潮流能技術(shù)已經(jīng)取得較大進步,雖在國際上均居較先進地位,但追趕國際領(lǐng)先水平還尚需時日,任重道遠。關(guān)于國內(nèi)外海洋能開發(fā)利用現(xiàn)狀,文獻已有闡述,在此不再贅述。6.2海洋能技術(shù)發(fā)展規(guī)劃1)本世紀(jì),特別是2006年《可再生能源法》頒布以來,在國家一系列法規(guī)、政策激勵下,海洋能研發(fā)隊伍迅速擴大。據(jù)統(tǒng)計,正在和準(zhǔn)備開展海洋能研發(fā)的單位已超過60個,不少著名大學(xué)和科研設(shè)計院所正在整合人才、設(shè)備等資源,成立專門機構(gòu),重新或開始開展海洋能技術(shù)研發(fā)。2)本世紀(jì)以來,海洋能開發(fā)利用已列入國家可再生能源發(fā)展規(guī)劃和國家能源中長期發(fā)展規(guī)劃。國家對海洋能的投入正逐年加大。2008年,國務(wù)院把“承擔(dān)海洋可再生能源的研究、應(yīng)用與管理”確定為國家海洋局主要職責(zé)之一。2009年2月,海洋局首次參加全國能源工作會議。這些充分說明了國家對海洋能開發(fā)的重視。3)近幾年,國電、中海油、大唐、華能等常規(guī)能源集團紛紛開始關(guān)注海洋能開發(fā)。近期它們已開始聯(lián)合有關(guān)單位承擔(dān)海洋能開發(fā)和研究的國家項目。4)2009年,國電龍源電力集團已與10MW級健跳港潮汐電站所在地政府簽訂了相關(guān)協(xié)議,正在積極推動電站建設(shè)的前期工作。6.3開發(fā)就地的海洋能資源關(guān)于海洋能在我國未來能源供應(yīng)中的地位,根據(jù)海洋能資源和開發(fā)技術(shù)發(fā)展?jié)摿梢灶A(yù)測,在近期(2020年前),沿海和海島是常規(guī)能源缺乏、能源供需矛盾突出的地區(qū),這里海洋能資源最豐富,開發(fā)潮汐能、波浪能、潮流能可為沿海工業(yè)、海島等就地提供能源,可作為緩解能源供需矛盾的輔助能源之一。在中長期(2030～2050年)