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海洋新能源有哪些(海洋中的新能源资源)

来源:www.ascsdubai.com   时间:2023-03-12 00:14   点击:107  编辑:jing 手机版

1. 海洋中的新能源资源

海洋能源有哪些种类?

1.潮汐能

所谓潮汐能,就是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。

潮汐能可以像水能和风能一样用来推动水磨、水车等,也可以用来发电。当前,潮汐能的主要功能就是发电。

世界最大的潮汐能源系统

利用潮汐能发电,首先要做的就是在海湾或河口建筑拦潮大坝。形成水库,在坝中修建机房,安装水轮发电机,利用水位差使海水带动水轮机发电。建成潮汐发电站后还有利于海产养殖业的发展。

世界上,潮汐能主要多分布在潮差较大的喇叭形海湾和河口地区,如加拿大的芬迪湾、巴西的亚马逊河口、南亚的恒河口和中国的钱塘江口等都蕴藏着大量的潮汐能。

我国海岸线的长度为1.8万公里,潮汐能资源十分丰富。在潮汐能资源的开发利用上,目前我国沿海地区已经修建了一些中小型潮汐发电站。在温岭江厦港,就有一座我国规模最大的潮汐发电站——江厦潮汐发电站,它还是世界第三、亚洲第一大潮汐发电站。潮汐发电站受潮水涨落的影响,具有很大的不稳定性,海水对水轮机及其金属构件的腐蚀及水库泥沙淤积问题都较严重。这些问题都是急需解决的,只有将这些做好,就能更好地利用潮汐能来发电。

2.波浪能

波浪能集有许多优点,比如能量密度高、分布面广泛。特别是在能源消耗多的冬季,可以利用的波浪能能量也最大。它的能量如此巨大,一直都吸引着沿海的能工巧匠们。他们想尽各种办法,期望能够驾驭海浪开辟新天地。

波浪能发电

波浪能电站

具体而言,波浪能就是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。海洋表面的海水受太阳辐射给予的热量,可以说它是世界最大的太阳能收集器。温暖的地表海水,造成与深海海水之间的温差,由于风吹过海洋时产生风波,这种风波在辽阔的海洋表面上,风能以自然储存于水中的方式进行能量转移,因此,说波浪能是太阳能的另一种浓缩形态,并不是没有道理的。

在所有海洋能源中,波浪能是最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它事实上是吸收了风能而形成的,它的能量传递速率与风速有一定关系,也和风与水相互作用的距离(即风区)有关。水团相对于海平面发生位移时,使波浪具有势能,而水质点的运动,则使波浪具有动能,从而使波浪能发挥出作用。

在风较多的沿海地带,波浪能的密度通常都很高。例如,英国沿海、美国西部沿海和新西兰南部沿海等都是风区,有着十分有利的波候。而我国的浙江、福建、广东和台湾沿海的波能也较为丰富,在工业经济发展上功不可没。

波浪能之所以能够发电是通过波浪能装置,将波浪能首先转换为机械能,再最终转换成电能。这一技术源自于20世纪80年代初,西方海洋大国利用新技术优势纷纷展开实验,但受客观条件和技术影响,所取得的效果效益有好有差。

3.海流能

简而言之,海流所存储的动能就是海流能。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。与波浪能相比,海流能的变化要平稳且有规律得多。海流能有着很大的开发价值。

海流能的利用方式主要是发电。1973年,美国研制出一种名为“科里奥利斯”的巨型海流发电装置。该装置为管道式水轮发电机。机组长l10米,管道口直径170米,安装在海面下30米处。在海流流速为2.3米/秒条件下,该装置获得8.3万千瓦的功率。此外,日本、加拿大也在大力研究试验海流发电技术。到目前为止,我国的海流发电研究也已经有样机进入中间试验阶段,发展前景不可限量。

相比陆地上的江河,利用海流发电要方便得多,它既不受洪水的威胁,又不受干旱的影响,几乎以常年不变的水量和一定的流速流动,为人类提供了可靠的能源。

利用海流发电,除了上面所说的类似江河电站管道导流的水轮机外,还有类似风车桨叶或风速计那样机械原理的装置。一种海流发电站,有许多转轮成串地安装在两个固定的浮体之间,在海流冲击下呈半环状张开,看上去很像花环,因此被称为花环式海流发电站,它是目前海流发电站的主要形式。

4.海洋温差能

海洋是一个巨大的吸热体,仔细观察不难发现,地球上的海洋除了南北的极地和部分浅海外,通常不会结冰,尤其是赤道附近的海域,海水表面温度几乎是恒温的,因此在描述海洋时人们都说它是温暖的。海洋深处的海水温度却很低,它一年四季温度只有摄氏几度,无论如何,太阳也没有办法把它晒热,这与海洋上层的温水比较,大约有20℃的温差。在热力学上,凡有温度差异都可用来作功,这就是我们所要讲的海洋温差能。

大多数情况下,海洋温差是指南纬25°至北纬32°之间海域中海水深层与表层的温度差。我国位于东半球,拥有较好的海洋温差条件,尤其是台湾附近海水温差更大,能够使人们得以很好地利用。

海洋温差能的主要功能就是利用温差发电。海洋温差发电主要采用两种循环系统,一种是开式,一种是闭式。在开式循环中,表层温海水在闪蒸蒸发器中,由于闪蒸而产生蒸汽,蒸汽进入汽轮机做功后流入凝汽器,由来自海洋深层的冷海水将其冷却。在闭式循环中,来自海洋表层的温海水先在热交换器内将热量传给丙烷、氨等低沸点工质,使之蒸发,产生的蒸汽推动汽轮机做功后再由冷海水冷却。在这个循环的过程中,可以不断地将海水的温差变成电力,由此使发电成为实现。

4.海洋盐差能

所谓盐差能,就是指海水与淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。这种能量主要存在于河流与海洋的交接处。同时,淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能源中密度最大的一种可再生能源。海洋盐差能可以用来发电在很久以前已被人们认识到。

其发电原理主要是:当把两种浓度不同的盐溶液盛在一个容器中时,浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶中扩散,一直到两者浓度达到一致。所以,盐差能发电,就是利用两种含盐浓度不同的海水化学电位差能,并将其转换为有效电能。有学者在经过详细的计算后发现在17℃时,如果有1摩尔盐类从浓溶液中扩散到稀溶液中去,就会释放出5500焦的能量来。由此专家设想到:只要有大量浓度不同的溶液可供混合,就一定会有巨大的能量释放出来。经过进一步计算还发现,如果利用海洋盐分的浓度差来发电,它的能量可排在海洋波浪发电能量之后,但又要大于海洋中的潮汐能和海流能。

利用盐差能发电有多种方式,比如有渗透压式、蒸汽压式和机械一化学式等,其中渗透压式方案获得了人们最大的重视。将一层半渗透膜放在不同盐度的两种海水之间,通过这个膜会产生一个压力梯度,迫使水从盐度低的一侧渗透到盐度高的一侧,从而稀释高盐度的水,直到膜两侧水的盐度变成一致。此压力称为渗透压,它与海水的盐浓度及温度有着很大的关联。

据估算,地球上存在的可利用的盐差能达26亿千瓦,其能量甚至比温差能还要大。由此可见,海洋中蕴藏着巨大的能量,只要海水不枯竭,其能量就生生不息。作为新型的能源,海洋能源已吸引了全世界越来越多人的兴趣。

2. 海洋开发的新能源是什么

新能源燃气指的是天然气这是一种新兴的燃料。

新能源燃气是区别于传统燃气(煤气、液化气、乙炔、丙烷等)的新型燃气,具有能节能减排、解决环境污染问题等特点,即天然气。

新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部深处所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、核聚变能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说,新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源,新能源普遍具有污染少、储量大的特点,对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。燃气是指用于燃烧的气体能源,民用的用来做饭、暖气热水器供热等用的气体,工业上用来切割、燃烧等的气体。

天然气作为真正意义上的新能源其实应该叫做天然气工业燃气。天然气工业燃气又叫神麒切割气,是在天然气中混合如一

3. 海洋里的新能源

       我国海域辽阔,海洋新能源资源丰富,海洋能源开发是强国建设的重要支撑。

       以潮汐能、海流能、波浪能等为代表的海洋能源取之不尽、用之不竭,且是可再生的清洁能源。据统计,可再生能源中的海洋能约占世界能源总量的70%以上。

        开发利用海洋新能源有利于改善环境效率,益于海洋低碳经济稳健发展,开发海洋新能源替代传统高耗能能源已成为迫切需要。由于海洋能地域性强、能量密度低,海洋新能源产业普遍存在设备建造、维护成本高,能量转换效率较低的问题。要在提高能量转换效率的同时提升经济效益,还需要依靠科技的创新以及产业技术的进步。 

       目前,我国的海上风电技术已较为成熟。我国也是世界上第三个独立掌握海洋温差能发电技术的国家。此外,我国的海洋波浪能,潮汐能,潮流能等海洋能源的开发技术也在迅速提升。

4. 海洋中的新能源资源是什么

瀚的大海,不仅蕴藏着丰富的矿产资源,更有真正意义上取之不尽,用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源,也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态,就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”,永远不会枯竭,也不会造成任何污染。   潮汐能就是潮汐运动时产生的能量,是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来,到了11-12世纪,法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了二十世纪,潮汐能的魅力达到了高峰,人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计,全世界的海洋潮汐能约有二十亿多千瓦,每年可发电12400万亿度。   今天,世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口,年供电量达5.44亿度。一些专家断言,未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的,浮泛在全球潮汐之上的波浪。   波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。   波浪能是巨大的,一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高,一个波高5米,波长100米的海浪,在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量,由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算,全球海洋的波浪能达700亿千瓦,可供开发利用的为20-30亿千瓦。每年发电量可达9-万亿度。   除了潮汐与波浪能,海流可以作出贡献,由于海流遍布大洋,纵横交错,川流不息,所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流,在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业,当然也是冒险的事业。   把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能,又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质,海洋的体积又如此之大,所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射,另外还有地球内部向海水放出的热量;海水中放射性物质的放热;海流摩擦产生的热,以及其他天体的辐射能,但99.99%来自太阳辐射。因此,海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一,可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪,直到1926年,他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。    此外,在江河入海口,淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦,其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。   由此可见,海洋中蕴藏着巨大的能量,只要海水不枯竭,其能量就生生不息。作为新能源,海洋能源已吸引了越来越多的人们的兴趣。

5. 海洋新能源开发与利用的意义

海洋水文气象预报是对规定的时段和规定的海区所预期出现的海洋水文和气象状况的报道。它是海洋水文预报和海洋气象预报的统称。 海洋水文气象预报是物理海洋学和海洋气象学为经济和社会服务的重要方面,海洋水文气象预报的项目,已超过20个。

主要包括海浪、潮汐、潮流、风暴潮、地震海啸、水温、盐度、密度、声速、海冰、海流及大风、台风、海雾、能见度等,并且已从单纯的海洋条件预报,发展到包括渔情预报、最佳航线推荐、专项开发作业保障服务、各类海洋灾害警报和海洋污染预报等有重大经济意义的应用预报和专业预报。 为应对海洋气象灾害,我国自上世纪六十年代起开展海洋气象业务。经过几十年的建设,初步建立了由观测、预报、服务、信息网络等组成的海洋气象业务体系,台风预报预警等领域接近世界先进水平。

但海洋气象整体业务能力尤其是海上气象观测、远洋服务等与世界领先水平相比,尚存在较大差距,远不能满足我国海洋强国发展战略日益增长的需求。

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