第四节  海洋动力资源

海洋动力资源指海洋中蕴藏的潮汐能、潮流能、波浪能、海流能、海洋热能和海洋盐度能等可再生能源。在陆地能源不足的今天，海洋能源的开发利用已日益引起世界的注意，人们预测，21世纪将形成全新的海洋能源产业。

我国沿海各种形式的海洋能蕴藏量总功率约4—5亿千瓦。其中海洋热能最为丰富，其次是潮汐能，波浪能、海流能、潮流能等。

一、海洋热能

海洋是从表层被太阳辐射加热的，这种加热特点导致了海水温度随深度增加而递减，这一温差中包含着巨大的能量。1千克水的温度变化1℃，需做（或释放）427千克·米的功。由于海洋中热能资源比其他海洋能都大，而且十分稳定，所以被认为是最有希望进行大规模开发的海洋能。

海洋温差发电是海洋热能的转换形式，利用船和浮动平台工作，一般认为海洋热能发电必须具有18℃以上的温差，由于各海区深层的水温之间比较接近，而表层海水温度间差别很大，故开发海洋热能资源主要在南海和台湾东岸太平洋海域，其温差发电的装机容量可达1.5亿千瓦左右。南海地处热带和亚热带，表层水温夏季达28℃，冬季也在20℃以上，自表层向下500—1000米处，即可获得5℃左右的水温，温差显著。另外，南海拥有众多岛屿，与大陆架的平坦水浅不同，从岛缘向外，很快就可以达到2000米的水深，故将大大缩短设置温差电站的管道长度，减少投资费用。因此，在南海诸岛发展温差发电是具备自然条件的，尤其西沙群岛有良好的站址。由于温差发电的研制化费高昂，技术还未成熟，近期内不能大规模实用化。根据我国情况，以跟踪了解国外技术发展，开展站址调查，以及模拟设计和研究为宜，一旦时机成熟，即可在将来建立自己的海洋温差发电站。

二、潮汐能

海洋潮波孕含着巨大的能量。这种能量包括两种：由潮汐的垂直升降运动所含的势能，和由潮流的水平运动所含的动能，一般统称为潮汐能。

如果利用潮汐的动能即潮流直接冲击水轮机发电，一般要求其流速大于1m/s。由于潮流流速有周期性变化，故此种发电方式的稳定性较差，发电量也较小。因此除了在潮流流速较强地区和特殊的地区，现在一般都利用潮汐的势能发电，即利用涨潮和落潮的水位差来发电。

潮汐的势能同潮差直接有关，就半日潮而言，潮能公式可表示为

p=220H2·F（千瓦）

式中p为潮汐热能的功率（千瓦），H为平均潮差（米），F为海湾内用来发电的储水面积（平方千米）。由此可见，潮汐能与潮差平方成正比，潮差越大，发电的功率也越大。

中国近海的潮差分布有如下特点：（1）近岸大、外海小；（2）旋转潮波系统中心潮差小，边缘潮差大；（3）海湾顶端的潮差比湾口的潮差大；（4）潮波传播方向，右岸的潮差比左岸的要大；（5）黄海、东海潮差大，渤海、南海潮差小。

适宜建成潮汐发电站的因素是多方面的，除了潮差这个重要因素外、还需要有足够开阔的后方以建成蓄水库，以及考虑经济效益和自然生态影响等。我国的海岸线上，蕴藏的理论潮能为1.1亿千瓦，年发电量2751.6亿度，可供开发的总装机容量约为3，600万千瓦，年发电量为900亿度。其中装机容量在500千瓦以上的有190多处，总装机容量2，100多万千瓦。浙、闽沿岸和长江口北支，其可装机容量占到全国的80％以上，这一带是建设大、中型潮汐电站的理想地点，如乐清湾、象山港、长江口北支、钱塘江口可建装机容量为10—100万千瓦的电站。

我国沿海各省建立了许多潮汐电站，总装机容量为一万多千瓦。如山东的蚧口、上海的潮峰、浙江的象山、广东的顺德，以及江苏、福建、辽宁等地区。这些电站虽然功率都较小，但效益显著。1980年建成的浙江温岭江厦潮汐电站，为我国第一座单库双向式电站，成功地使用了我国自己设计的双向贯流灯泡型机组，装机容量3，000千瓦，设计年发电量可达6000多万度，位居目前世界已建成潮汐电站的第二位。即使如此，我国沿海的潮汐能还远未充分开发，如与江厦电站同处于乐清湾内的江岩山潮能装机容量可达55万千瓦，年发电量可达23亿度；长江北支可开发潮能的年发电量达22亿度，杭州湾可开发的潮汐资源，其年发电量可达160多亿度。

三、波浪能

中国近海中，东海和南海水域辽阔，风向稳定，有利于海浪的充分成长，故多大浪大涌，而以涌为多。黄海、渤海海浪的成长受到区域的限制，以风浪为主。

波浪的能量与波高的关系密切，对于波高为H（米），周期为T（秒），宽为1米的规则波波浪来说，其功率P为：P=H2·T（千瓦/米）

如H为3米，T为7秒，则在10千米宽海面上的波浪所产生的能量为630，000千瓦，相当于一个新安江水电站的发电能力。

近海波高的分布，总的趋势是北部低而南部高，但在南海的北纬15°以南则相反，北部高而南部低。以年平均波高而言，渤海、黄海北部为0.5—1.0米；黄海南部和东海为1.0—1.5米；南海大部分海区为1.5米左右。最大波高，在渤海曾观测到7.5米，在黄海观测到9.0米，在东海观测到10米以上，南海中部最大波高可达13.5米。

近海波高的季节变化也很明显。一年中，秋季中期至冬末最高，夏季较低。冬季，以偏北浪为主，北方一些海区的波高亦很大。

由此可见，我国波能资源十分可观。我国海区广阔，大部分位于北纬20°—40°之间，风浪很大。据估算我国仅沿岸一带的波能蕴藏量就有1.5亿千瓦，可利用的部分为3，000—3，500万千瓦，大部分集中在浙、闽、粤三省沿岸和某些岛屿。