我国海洋能概况

我国海洋能概况

海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能。更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。究其成因，潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化，其他基本上源于太阳辐射。海洋能源按储存形式又可分为机械能、热能和化学能。其中，潮汐能、海流能和波浪能为机械能，海水温差能为热能，海水盐差能为化学能。

近20多年来，受化石燃料能源危机和环境变化压力的驱动，作为主要可再生能源之一的海洋能事业取得了很大发展，在相关高技术后援的支持下，海洋能应用技术日趋成熟，为人类在下个世纪充分利用海洋能展示了美好的前景。

我国大陆海岸线长达18000多公里，有大小岛屿6960多个，海岛总面积6700平方公里，有人居住的岛屿有430多个，总人口450多万人沿海和海岛既是外向型经济的基地，又是海洋运输和开发海洋的前哨，并且在巩固国防，维护祖国权益上占有重要地位。改革开放以来，随着沿海经济的发展，海岛开发迫在眉睫，能源短缺严重地制约着经济的发展和人民生活水平的提高。外商和华侨因海岛能源缺乏，不愿投资；驻岛部队用电困难，不利于国防建设；特别是西沙、南沙等远离大陆的岛屿，依靠大陆供应能源，因供应线过长，诸多不便。为了保证沿海与海岛经济持久快速发展及人民生活水平不断提高，寻求解决能源供应紧张的途径已刻不容缓。

我国海洋能开发已有近40年的历史，迄今已建成潮汐电站8座。80年代以来，浙江、福建等地为建设若干个大中型潮汐电站，进行了考察、勘测和规划设计、可行性研究等大量的前期准备工作。总之，我国的海洋发电技术已有较好的基础和丰富的经验，小型潮汐发电技术基本成熟，已具备开发中型潮汐电站的技术条件。但是现有潮汐电站整体规模和单位容量还很小，单位千瓦造价高于常规水电站，水工建筑物的施工还比较落后，水轮发电机组尚未定型标准化。这些均是我国潮汐能开发中存在的问题。其中，关键问题是中型潮汐电站水轮发电机组技术问题没有完全解决，电站造价亟待降低。

我国波力发电技术研究始于70年代，80年代以来获得较快发展，航标灯浮用微型潮汐发电装置已趋商品化，现已生产数百台，在沿海海域航标和大型灯船上推广应用。与日本合作研制的后弯管型浮标发电装置，已向国外出口，该技术属国际领先水平。在珠江口大万山岛上研建的岸边固定式波力电站，第一台装机容量3千瓦的装置，1990年已试发电成功。“八五”科技攻关项目总装机容量20千瓦的岸式波力试验电站和8千瓦摆式波力试验电站，均已试建成功。总之，我国波力发电虽起步较晚，但发展很快。微型波力发电技术已经成熟，小型岸式波力发电技术已进入世界先进行列。但我国波浪能开发的规模远小于挪威和英国，小型波浪发电距实用化尚有一定的距离。

潮流发电研究国际上开始于70年代中期，主要有美国、日本和英国等进行潮流发电试验研究，至今尚未见有关发电实体装置的报道。我国潮流发电研究始于70年代末，首先在舟山海域进行了8千瓦潮流发电机组原理性试验。80年代一直进行立轴自调直叶水轮机潮流发电装置试验研究，目前正在采用此原理进行70千瓦潮流试验电站的研究工作，在舟山海域的站址已经选定。我国已经开始研建实体电站，在国际上居领先地位，但尚有一系列技术问题有待解决。

下面简要介绍以下我国海洋能的发展现状：

1．潮汐能发电技术进展及项目。

潮汐发电是海洋能中技术最成熟和利用规模最大的一种。全世界潮汐电站的总装机容量为265兆瓦。中国为5．64兆瓦，详见下表。

中国主要潮汐电站表

中国是世界上建造潮汐电站最多的国家，在50年代至70年代先后建造了近50座潮汐电站，但据50年代初的统计，只有8个电站仍正常运行发电。江厦电站是中国最大的潮汐电站，目前已正常运行近20年。

江厦电站研建是国家“六五”重点科技攻关项目，总投资为1130万人民币，1974年开始研建，1980年首台500千瓦机组开始发电，至1985年完成。电站共安装500千瓦机组一台，600千瓦机组一台和700千瓦机组3台，总容量3200千瓦。电站为单库双作用式，水库面积为1．58×10⁶平方米，设计年发电量为10．7×10⁶千瓦时。1996年全年的净发电为5．02×10⁶千瓦时，约为设计值的一半。其原因主要是机组运行的设计状态与实际状态有差别。同时，机组的保证率、运行控制方式等也都需要提高。但江厦电站总体说是成功的，为中国潮汐电站的建造提供了较全面的技术，同时，也为潮汐电站的运行、管理和多种经营等积累了丰富的经验。

潮汐发电的关键技术包括潮汐发电机组、水工建筑、电站运行和海洋环境等。中国60年代和70年代初建的潮汐电站技术水平相对较低，但江厦电站属技术上较成熟的电站。

“八五”期间，在原国家科委重点攻关项目的支持下，还开展了相关技术设备的研究开发，如全贯流机组的开发和灯泡贯流机组的改进。总的说来潮汐发电机组的技术已基本成熟。

2．波浪能利用的研究进展与主要项目。

中国是世界上主要的波能研究开发国家之一。从80年代初开始主要对固定式和漂浮式振荡水柱波能装置以及摆式波能装置等进行研究。1985年中科院广州能源研究所开发成功利用对称翼透平的航标灯用波浪发电装置。经过十多年的发展，已有60瓦至450瓦的多种型号产品并多次改进，目前已累计生产600多台在中国沿海使用，并出口到日本等国家。“七五”期间，由该所牵头，在珠海市大万山岛研建了一座波浪电站并于1990年试发电成功。电站装机容量3千瓦，对称翼透平直径0．8米。“八五”期间，在原国家科委的支持下，由中科院广州能源研究所和国家海洋局天津海洋技术所分别研建了20千瓦岸式电站、5千瓦后弯管漂浮式波力发电装置和8千瓦摆式波浪电站，均试发电成功。

“九五”期间，在科技部科技攻关计划支持下，广州能源研究所正在广东汕尾市遮浪研建100千瓦岸式振荡水柱电站，计划2000年建成发电。同时，由天津国家海洋局海洋技术所研建的100千瓦摆式波力电站，已在1999年9月在青岛即墨大官岛试运行成功。

3．海洋温差能利用技术的进展与主要项目。

1980年台湾电力公司曾计划将第3和第4号核电厂余热和海洋温差发电并用。经过3年的调查研究，确定台湾东岸及南部沿海具有开发海洋热能的自然条件，并初步选择花莲县的平溪口、石梯坪及台东县樟原等三地做厂址，并与美国进行联合研究。

1985年中国科学院广州能源研究所开始对温差利用中的一种“雾滴提升循环”方法进行研究。这种方法的原理是利用表层和深层海水之间的温差所产生的培降来提高海水的位能。据计算，温度从20°C降到7°C时，海水所释放的热能可将海水提升到125米的高度，然后再利用水轮机发电。该方法可以大大减小系统的尺寸，并提高温差能量密度。1989年，该所在实验室实现了将雾滴提升到21米的高度记录。同时，该所还对开式循环过程进行了实验室研究，建造了两座容量分别为10瓦和60瓦的试验台。

4．海流能的研究进展。

世界上从事海流能开发的主要有美国、英国、加拿大、日本、意大利和中国等。70年代末，舟山的何世钧先生曾进行过海流能开发研究，建造了一个试验装置并得到了6．3千瓦的电力输出。80年代初，哈尔滨工程大学开始研究一种直叶片的新型海流透平，获得较高的效率并于1984年完成60瓦模型的实验室研究，之后开发出千瓦级装置在河流中进行试验。

90年代以来，中国开始计划建造海流能示范应用电站，在“八五”、“九五’”科技攻关中均对海流能进行连续支持。目前，哈尔滨工程大学正在研建75千瓦的潮流电站。意大利与中国合作在舟山地区开展了联合海流能资源调查，计划开发140千瓦的示范电站。

5．盐差能的研究进展。

中国西安冶金建筑学院于1985年对水压塔系统进行了试验研究。上水箱高出渗透器约10米，用30公斤于盐可以工作8～14小时，发电功率为0．9～1．2瓦。盐差能开发的技术关键是膜技术。除非半渗透膜的渗透流量能在目前水平的基础上再提高一个数量级，并且海水可以不经预处理，否则，盐差能利用难以实现商业化。