中國的海流能資源豐富,未來開發(fā)前景廣闊
傳統(tǒng)的礦物燃料例如:煤、原油、天然氣、油頁巖等,都屬于不可再生能源,經(jīng)過億萬年才能形成,短期內無法恢復,隨著大規(guī)模地開發(fā)利用,儲量會越來越少,最終將面臨枯竭。此外,它們燃燒時會釋放出大量二氧化碳,引起溫室效應,破壞生態(tài)平衡。
因此,人類越來越關注可再生能源的利用,例如:太陽能、水能、風能、生物質能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地熱能等。它們可以循環(huán)再生,取之不盡,用之不竭,而且清潔環(huán)保。
海洋中由于海水溫度、鹽度分布的不均勻而產(chǎn)生的海水密度和壓力梯度,或由于海面上風的作用等原因產(chǎn)生的海水大規(guī)模的方向基本穩(wěn)定的流動,稱為海流。海流所具有的動能稱為海流能。海流的能量與流速的平方和流量成正比,因流量為流速和過流面積的乘積,故也可以說海流的能量與流速的立方成正比。
海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對波浪而言,海流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律得多。潮流能隨潮汐的漲落每天兩次改變大小和方向。一般來說,最大流速在2m/s以上的水道,其海流能均有實際開發(fā)的價值。
海流能的利用方式主要是發(fā)電,其原理和風力發(fā)電相似,幾乎任何一個風力發(fā)電裝置都可以改造成為海流能發(fā)電裝置。但由于海水的密度約為空氣的1000倍,且必須放置于水下,故海流發(fā)電存在著一系列的關鍵技術問題,包括安裝維護、電力輸送、防腐、海洋環(huán)境中的載荷與安全性能等。此外,海流發(fā)電裝置和風力發(fā)電裝置的固定形式和透平設計也有很大的不同。海流裝置可以安裝固定于海底,也可以安裝于浮體的底部,而浮體通過錨鏈固定于海上。海流中的透平設計也是一項關鍵技術。
全世界海流能的理論估算值約為10^8kW量級。利用中國沿海130個水道、航門的各種觀測及分析資料,計算統(tǒng)計獲得中國沿海海流能的年平均功率理論值約為1.4×10^7kW。其中遼寧、山東、浙江、福建和臺灣沿海的海流能較為豐富,不少水道的能量密度為15~30kW/m2,具有良好的開發(fā)值。值得指出的是,中國的海流能屬于世界上功率密度最大的地區(qū)之一,特別是浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門水道,平均功率密度在20kW/m2以上,開發(fā)環(huán)境和條件很好。
中國海域遼闊, 既有風海流, 又有密度流;有沿岸海流, 也有深海海流.這些海流的流速多在每小時0.5海里,流量變化不大, 而且流向比較穩(wěn)定.若以平均流量每秒100立方米計算,中國近海和沿岸海流的能量就可達到一億千瓦以上,其中以臺灣海峽和南海的海流能量最為豐富, 它們將為發(fā)展我國沿海地區(qū)工業(yè)提供充足而廉價的電力。
利用海流發(fā)電比陸地上的河流優(yōu)越得多,它既不受洪水的威脅,又不受枯水季節(jié)的影響,幾乎以常年不變的水量和一定的流速流動,完全可成為人類可靠的能源。
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