潮汐能开发利用

摘要

人类为了生存和发展，必须从自然资源中索取资源以供自身利用。人类进入工业化时代后，人口不断增长，对自然资源索取的规模越来越大，自然资源正以惊人的速度逐渐耗竭。海洋占地球面积的3/4左右，蕴藏着丰富的无污染的可再生能源，其可开发部分估计远远超出地球能源总消耗量。其中，潮汐能蕴藏丰富，利用潜力巨大，开发潮汐能已成为解决能源危机的一个重要方面。

关键词

潮汐能，潮汐发电，潮汐电站，

正文

由于不合理的资源开发，恶化了人类的环境。因此发展清洁能源和可再生能源对可持续发展战略具有重大的意义。潮汐能正是目前备受人们重视的清洁能源，对潮汐能的研究正如火如荼的进行。

一、潮汐能的概述

潮汐一种世界性的海平面周期性自然变化现象，由于受月亮和太阳这两个万有引力源的作用，海平面每昼夜有两次涨落。潮汐能是指海水在运动时所具有的动能和势能。大量海水在涨潮的过程中，汹涌澎湃而来，具有很大动能，随着水位的逐步升高，巨大的动能就转化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能。人们对潮汐能的利用也就是对势能与动能相互转化过程的利用。以下对潮汐能的各个方面分点做出简要概述：

（一）潮汐能的优缺点

潮汐能是一种不消耗燃料、没有污染、用之不竭的可再生能源。它不受气候条件的限制，可以持久的利用，最重要的还是它对环境的负面影响较小，但也不可避免，潮汐能也有其缺点，潮汐能有间歇性，这主要是源于潮汐的形成机理，潮差和水头在一天之内经常变动。而且，新建潮汐电站对坝址的要求较高，投资力度大，造价高，建设过程中要求较高的技术水平。尽管有这些缺点，但随着现代科技的不断发展，这些问题都可以得到很好的解决。潮汐能依然是前景广阔，开发价值巨大的可再生能源。

（二）潮汐能资源的分布

世界上的潮汐能约有十亿多万千瓦。这些潮汐能主要集中在浅海和狭窄地带，像英吉利海峡就约有8000万千瓦，马六甲海峡5500万千瓦，黄海有5500万千

瓦，芬迪湾2000万千瓦等。在我国潮汐能的蕴藏也是十分丰富的。我国国土辽阔，不仅包括广袤的土地，还拥有大面积的海洋国土。我国大陆四海的总面积达470多万平方公里，大陆架广阔，资源丰富，开发前景巨大。在我国沿海，特别是东南沿海有很多能量密度较高，平均潮差4～5m，最大潮差7～8m。浙闽两省潮汐能最为丰富，理论蕴藏量占全国的81％，其中钱塘江潮汐蕴藏量据《1982年海洋技术年鉴》为每年590亿kW·h。

（三）我国潮汐能资源的特点

1、潮汐能蕴藏量非常丰富。

中华人民共和国成立以来，我国对沿海的潮汐能进行了两次普查，理论蕴藏量为1.1亿KW。据水电部1985年普查，我国东南沿海可开发的潮汐能源达2100万kW ,年发电量620亿kW·h，其中92%分布于华东沿海。

2、中国潮汐能资源地理分布不均匀

从沿海的潮差分布来看，东海为最大，黄海次之，渤海南部和南海最小。也可以说主要集中在华东沿海，尤其以福建、浙江最多。除了沿海潮汐能分布不均匀外，河口潮汐能的分布也不均匀。钱塘江口最为丰富，其次是长江口，珠江，晋江，闽江和瓯江等河口。我国潮汐能分布不均匀的这一特点也是我国潮汐电站坝址选择需考虑的一个重要因素。

二、潮汐能的开发利用

（一）潮汐能的利用历史

1、我国潮汐能开发利用的演进

我国对潮汐能的研究利用有着十分悠久的历史，可以追溯到距今约1000多年前，当时就有了潮汐磨。潮汐能还应用于桥梁的施工。现当代，我国也一直重视潮汐能的开发研究。尤其是在二十世纪五十年代后，我国出现了兴办潮汐电站的高潮。那是新建的潮汐电站据不确切统计有42处，总装机容量约有500余千瓦。

2、国外潮汐能开发利用的演进

潮汐能对国外来说也是古老能源的一种。据记载，早在公元前1000多年，英国、法国、西班牙沿海有了潮汐磨坊，这些磨坊一直沿用几个世纪。二十世纪五十年代，世界各国开始重视潮汐能发电技术的开发。其中投入运行的最早的也是最大的潮汐电站是法国1968年建成的朗斯电站。而后，1984年加拿大在安那波利斯建成装机容量为1。78万千瓦的世界第二大潮汐电站。近20年来，美、

英、印度、韩国、俄罗斯等也相继投入相当大的力量进行潮汐能开发。其中包括: 美国阿拉斯加的库克湾、英国赛文河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚达尔文范迪湾、印度坎贝河口、韩国仁川湾等地潮汐电站的兴建出现了一股新的发展势头。

（二）潮汐能发电的原理

潮汐发电的工作原理与常规水力发电的原理类似，它是利用潮水的涨、落产生的水位差所具有的势能来发电。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，从而潮汐发电的水轮机的结构要适合低水头、大流量的特点。具体地说，就是在有条件的海湾或感潮河口建筑堤坝、闸门和厂房，将海湾(或河口)与外海隔开围成水库，并在闸坝内或发电站厂房内安装水轮发电机组。海洋潮位周期性的涨落过程曲线类似于正弦波。对水闸适当地进行启闭调节，使水库内水位的变化滞后于海面的变化，水位与外海潮位就会形成一定的高度差(即工作水头)，从而驱动水轮发电机组发电。

（三）潮汐能的利用

潮汐能的利用方式主要是发电。全球海洋中所蕴藏的潮汐能约有27亿kW，可供开发的约占2%，即约5400万kW。前苏联的伯恩斯坦指出利用这种昼夜间断断续续、一个月内波动起伏的潮汐能发电可以获得能量。在有条件利用潮汐能的国家和地区，建设潮汐电站不失为解决能源危机的一种方案

1、潮汐能的利用现状

世界上潮汐能资源较丰富的国家几乎都在进行开发利用研究，尤以法国、英国、美国、加拿大等国开展较早。我国也是潮汐能丰富的国家，我国沿海多港湾、岛屿，大陆岸线长达613419km，岛屿岸线长1167319km，沿岸分布着众多的潮汐电站库址。我国先后建造了几十座潮汐电站，总装机容量为6000 kW。其中，江厦潮汐试验电站是以国家重点科技攻关成果转化建成的我国最大、最先进的潮汐电站，其装机容量位居国内第一、世界第三，规模仅次于法国郎斯潮汐电站、加拿大芬地湾安那波利斯潮汐电站。当前世界上主要运行的大型潮汐电站主要有4个：法国在朗斯河口建成朗斯潮汐电站，前苏联在巴伦支海建成基斯洛潮汐电站，加拿大在芬地湾建成了取名为安那波利斯的潮汐发电站，最后是中国的江夏潮汐电站。当前世界上还有许多大型潮汐电站拟建计划。综上，潮汐能的开发利用正在如火如荼的进行。

2、利用潮汐能遇到的难题