1. 海洋能量流动
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。
2. 海洋的能量资源主要集中在哪
海洋资源指的是与海水水体及海底、海面本身有着直接关系的物质和能量。 自然资源分类之一。指形成和存在于海水或海洋中的有关资源。包括海水中生存的生物,溶解于海水中的化学元素,海水波浪、潮汐及海流所产生的能量、贮存的热量,滨海、大陆架及深海海底所蕴藏的矿产资源,以及海水所形成的压力差、浓度差等。广义的还包括海洋提供给人们生产、生活和娱乐的一切空间和设施。 按资源性质或功能分为海洋生物资源和水域资源。世界水产品中的85%左右产于海洋。以鱼类为主体,占世界海洋水产品总量的80%以上,还有丰富的藻类资源。海水中含有丰富的海水化学资源,已发现的海水化学物质有80多种。其中,11种元素(氯、钠、镁、钾、硫、钙、溴、碳、锶、硼和氟)占海水中溶解物质总量99.8%以上,可提取的化学物质达50多种。由于海水运动产生海洋动力资源,主要有潮汐能、波浪能、海流能及海水因温差和盐差而引起的温差能与盐差能等。估计全球海水温差能的可利用功率达100×10^8千瓦,潮汐能、波浪能、河流能及海水盐差能等可再生功率在10×10^8千瓦左右。[
3. 海洋生态系统物质循环和能量流动的联系与区别
海洋食物链,就其存在方式有两种:一种是放牧食物链。
这种食物链是从绿色植物,例如浮游植物类等,转换到放牧的食草动物中,并以食活的植物为生,顶端是以食肉生物为最后的终点。
这个过程,就是我们时常说的“大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃泥土(浮游生物)”。
第二种形式是腐败或腐质食物链。这一食物的转移方式是:从死亡的有机物开始,得到微生物,并以摄食腐质的生物为生的捕食者为最终点。实际上,在海洋中,这种类型的食物链之间,是相互连接的;有时也不是非按某种特定来进行,而是有交叉,有连接,多种方式混合方式进行的海洋食物链 在海洋生物群落中,从植物、细菌或有机物开始,经植食性动物至各级肉食性动物,依次形成摄食者与被食者的营养关系称为食物链,亦称为“营养链”.食物网是食物链的扩大与复杂化,它表示在各种生物的营养层次多变情况下,形成的错综复杂的网络状营养关系.物质和能量经过海洋食物链和食物网的各个环节所进行的转换与流动,是海洋生态系中物质循环和能量流动的一个基本过程.
4. 简要说明海洋能量的来源、形式和特点
来源、能源基本形态、能源性质、能否造成污染、能源使用类型和能源形态特征。来源:按来源可分为三类,一是地球本身蕴藏的能量。二是来自地球外部天体的能源三是地球和其它天体相互作用而产生的能量。能源基本形态:分为一次能源和二次能源。前者即天然能源后者指由一次能源加工转换而成的能源产品。
1、来源:按来源可分为三类,一是地球本身蕴藏的能量,通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源,如原子核能、地热能等。二是来自地球外部天体的能源,主要是太阳能。三是地球和其它天体相互作用而产生的能量,如潮汐能。
2、能源基本形态:分为一次能源和二次能源。前者即天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。后者指由一次能源加工转换而成的能源产品,如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。
3、能源性质:分有燃料型能源如煤炭、石油、天然气、泥炭、木材等,非燃料型能源如水能、风能、地热能、海洋能等。
4、能否造成环境污染:能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源,污染型能源包括煤炭、石油等,清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。
5、能源使用类型:根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源。
6、能源形态特征:按能源形态特征或转换与应用的层次对其进行分类。世界能源委员会推荐的能源类型分为:固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能。其中,前三个类型统称化石燃料或化石能源。
5. 海洋能的能量来源
河水能发电,海水也能发电。 利用潮汐就能发电。潮汐电站和河流上的水利发电站是一个原理。人们在靠海的河口或海湾处建造一条大坝,在大坝中间装上水轮发电机组。在涨潮的时候,潮水从海洋通过大坝流进河口或海湾,带动水轮发电机发电;退潮时海水又在流回海洋时,从相反的方向再次带动水轮机发出电来。这种潮汐电站比建在河流上的水电站发电功率稳定,因为它不受洪水和干旱的影响。 海上是无风三尺浪,海浪也是一种能量,不过要把海浪的能量转换成电能,比水力发电要困难得多。20世纪70年代,日本研制成了第一台波力发电装置。英国还有一艘驳船上安装了这种发电机。 利用海水表层和深层温度的差别,也可以发电。这样的发电装置和火力发电站类似:水蒸气推动汽轮机,汽轮机带动发电机就发出电来了。表层海水温度高,作为蒸汽机的热源,而深层的低温海水就是冷却废汽的冷源。美国已在夏威夷附近建成了试验性的海水温差发电站。利用20℃的温差发出了50千瓦的电力。 人们还在研究利用洋流来发电。 随着科学技术的发展,海洋一定能为人类提供越来越多的电能。
6. 海洋的能量资源
海洋中蕴藏着一笔巨大的宝藏,这笔宝藏包括四个方面:生物资源、矿产资源、化学资源和动力资源。这些资源如果得到合理开发利用,化解未来的能源危机是毫无问题的。
海底是海洋动植物残骸的集聚地,这些海底沉积物中的动植物残体和有机质,形成了多余的带正电的氢离子,于是海洋表层和底层的电位差产生了,从而形成一个天然的巨大的生物电池。
海底的矿产资源,其种类之繁多,含量之丰富,令人惊叹。在地球上已发现的100多种元素中,有80多种在海洋中存在。
海水中蕴藏着丰富的化学资源,如钠、镁、硫、钙、钾、溴、碘、碳、氟、硼、铀等。它在海水中的含量是很大的,如果把它们都提取出来,平铺在全世界的陆地上,那么陆地的高度可以增加150米!
海洋每时每刻都在不息地运动着,这永不息止的海水运动,使海洋拥有了无穷的动力资源,如潮汐能、波浪能等。