中国潮汐能的发展状况及前景

中国潮汐能的发展现状和前景

摘要：潮汐能是一种取之不尽的、清洁无污染的可再生新能源，发展利用这种新能源可以间接使大气中的CO2含量的增加速度减慢。文章总结了潮汐能在我国的发展利用现状，并简要介绍潮汐能在我国开发利用的意义和可能性以及主要的了一些利用技术，同时还介绍了开发利用潮汐能可能存在的问题。为我国潮汐能的开发利用提供依据。

能源是人类生存和发展的重要物质基础。中国进入改革开放以后，经济发展以前所未有的速度高速发展，同时对煤炭、石油、天然气等非可再生资源的依赖越来越大，这样就产生了很多问题。诸如：对煤炭、石油、天然气等非可再生资源的可持续利用问题；利用这些资源而产生的大气环境问题；非可再生资源的枯竭以及新能源开发的问题等等。面对这些问题，我们展开了研究，并提出能源可持续发展的口号，利用科学的管理方法和新技术对非可再生资源进行充分利用，并且不断开发新的能源。

潮汐能作为一种洁净的、可再生资源，对其进行开发利用可以有效的缓解我国能源紧缺问题和环境污染问题。针对该种情况，本研究通过对潮汐发电现状的总结，结合我国自身开发潮汐能的可行性现状，指出我国拥有巨大的潮汐能开发利用潜力，为我国今后的潮汐能开发利用研究提供合理参考。

1 潮汐能概况

1.1潮汐能

因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量，称为潮汐能。现代潮汐能的利用，主要是潮汐能发电。潮汐能发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水力发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。潮汐能发电与普通水力发电原理类似，差别在于海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐能发电的水轮机的结构要适合低

水头、大流量的特点。利用潮汐能发电必须具备两个条件：首先潮汐的幅度必须大，至少要有几米；第二海岸地形必须能储蓄大量海水[1]。

1.2潮汐能发电特点

优点

1)潮汐能是一种清洁、不污染环境、不影响生态平衡的可再生能源。潮水每日涨落，周而复始，取之不尽，用之不竭。它完全可以发展成为沿海地区生活、生产和国防需要的重要补充能源

2)它是一种相对稳定的可靠能源，很少受气候、水文等自然因素的影响，全年总发电量稳定，不存在丰、枯水年和丰、枯水期影响。

3)潮汐电站不需淹没大量农田构成水库，因此，不存在人口迁移、淹没农田等复杂问题。而且可用拦海大坝，促淤围垦大片海涂地，把水产养殖、水利、海洋化工、交通运输结合起来，大搞综合利用。这对于人多地少、农田非常宝贵的沿海地区，更是个突出的优点。

4)潮汐电站不需筑高水坝，即使发生战争或地震等自然灾害，水坝受到破坏，也不至于对下游城市、农田、人民生命财产等造成严重灾害。

5)潮汐能开发一次能源和二次能源相结合，不用燃料，不受一次能源价格的影响，而且运行费用低，是一种经济能源。但也和河川水电站一样，存在一次投资大、发电成本低的特点。

6)机组台数多，不用设置备用机组。

缺点

1）潮差和水头在一日内经常变化，在无特殊调节措施时，出力有间歇性，给用户带来不便。但可按潮汐预报提前制定运行计划，与大电网并网运行，以克服其间歇性。

2）潮汐存在半月变化，潮差可相差二倍，故保证出力、装机的年利用小时数也低。

3）潮汐电站建在港湾海口，通常水深坝长，施工、地基处理及防淤等问题较困难。故土建和机电投资大，造价较高。

2 国内外潮汐能开发利用现状

2.1国外潮汐能发电现状

国外潮汐能发电现状早在２０世纪初，欧、美一些国家就开始研究潮汐发电，现今世界上适于建设潮汐电站的许多国家和地区都在研究和建设潮汐电站。法国、英国、加拿大、美国、印度、前苏联及韩国等国对潮汐能发电投入大量人力、物力和财力进行开发，目前世界上已建成并运行发电的潮汐发电站总装机容量为26.6万千瓦，年发电量达6.125亿ｋＷｈ。主要包括法国的朗斯潮汐电站，美国阿拉斯加的库克湾、加拿大莽地湾、英国赛文河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚达尔文范迪湾、印度敢贝河口、俄罗斯远东鄂霍茨克海品仁湾、韩国仁川湾等地。法国的朗斯潮汐电站是世界上已建规模最大的潮汐电站该电站采用单库双向发电方式．1996年建在英吉利海蛱的朗斯河口，其潮差达135米球库面积为２平方公里，拦潮坝高12米、长750多米。当涨潮时，拦蓄18亿立方米的潮水电站装有24台单机容量为１万千瓦的贯流式水轮发电机组，年发电量出441亿kWh[2]。

英国、印度、澳大利亚和阿根廷等国家对规模数十万到数百万千瓦的潮汐电站建设方案作了不同深度的研究。预计到2030年，世界潮汐电站的年发电总量将大600亿kWh[3]。

2.2国内潮汐能发电现状

我国沿海多港湾、岛屿，大陆岸线长达6134.9km，岛屿岸线长11673.9km，沿岸分布着众多的潮汐电站废址。根据我国1978年对156个坝址的普查分析表明，技术上可开发的潮汐能蕴藏量为2000×104kW和380×108kW*h。根据1981你那的估算（坝址已增加到500个），潮汐潜能有1.10×108kW和2700×108kW。（2）东南沿海有很多能量密度较高，平均潮差3.5-4.3m，最大潮差7-8m，自然环境优越的坝址，可建104kW级以上电站的坝址有浙江杭州湾、浙江乐清湾、长江北支、浙江象山港、福建大观版等。其中浙江杭州湾最大潮差达8.9m，潮汐能蕴藏量居全国首位

我国是世界建造潮汐电站最多的国家，先后建造数十座，但现今仍在运行的不多。

温岭江厦潮汐试验电站是我国已建成的最大的潮汐电站。电站位于浙江省温岭市西南的江厦港上。电站于1972年经当时的国家计委批准建设，电站工程被

列为水利电力潮汐电站项目，研究重点包括潮汐能特点、潮汐机组研制、海工建筑物技术问题、综合利用等。电站当时设计安装6台双向灯泡贯流式机组,1号机组于1980-05-04日投产发电，到1985-12完成了共5台机组的安装建设和并网发电，当时总装机容量,3200kW。2007-10有完成第6台700kW机组的安装，从而是江夏潮汐电站的总装机容量达到3900kW.规模至今是亚洲第二，年发电量稳定在600多万kWh。2010年江夏电站全年发电量达731.74kWh[4]。

3潮汐能发电型式与技术

潮汐能发电的型式有水库式发电和无水库式发电

3.1传统的水库式潮汐能发电的型式

第一，单库单向运行发电:单水库只筑一道堤坝和一个水库，老的单水库潮汐电站是涨潮时使海水进入水库，落潮时利用水库与海平面的潮差推动水轮机发电。它不能连续发电，因此又称为单水库单程式潮汐式电站。

第二，单库双向运行发电:新的单水库潮汐电站利用水库的特殊设计和水闸作用既可涨潮时发电，又可以在落潮时运行，只是在水库内外水位相同时的平潮时才不能发电。这种电站称之为单水库双程式潮汐电站，它大大提高了潮汐能利用率。

第三，双库单向运行发电:为了潮汐电站能够全日连续发电就必须采用双水库的潮汐电站。这种电站建有两个相邻的水库，水轮发电机组放在两个水库之间的隔坝内。一个水库只在潮涨时进水（高位水库），一个水库（低位水库）只在落潮时泄水；这两个水库之间始终保持有水位差，因此可以全日发电。

第四，抽水增能发电方式:上述运行方式中均存在着停止发电期，只要水位低于水轮机最小发电水头则发电就会停止。停止发电时期，水坝两侧的水位非常接近。如果此时开始抽水进库，或抽水出库，就可以继续发电了，而且发电量也会大大增加。虽然抽水时需要耗费一定的电量，但根据实际计算，发电量比耗电量可大一倍以上。现有水轮机在技术上已经具备发电、抽水、排水、过流四种功能。所以在抽水、排水过程里不用额外增加抽水、排水设备，节约了成本。

无库式潮汐能发电设备的发电原理突破了常规发电的概念，是借鉴风能发电原理，同时考虑海流和风的密度等条件的不同设计开发而成的，因而此类水轮机结构形式与传统有库式机组的结构形式大不相同。根据机组结构形式不同，目前