关于中国潮汐能的未来发展前景.doc

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中国潮汐能的发展和利用前景

关于中国潮汐能的发展和利用前景

摘要：

浩瀚无边的海洋，约占地球表面的71%，它汇集了97%的水量，蕴藏着丰富的能源。

但是随着陆地资源的不断消耗而逐渐减少，人类赖以生存与发展的能源，将越来越依赖于海洋。

中国大陆的海岸线长达1.8万千米，海域面积470多万平方千米，潮汐能资源非常丰富。

关键词：

潮汐能，能源，发电

（一）潮汐能定义：

因月球引力的变化引起潮汐现象，抄袭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成为潮汐能。

潮汐能是以势能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能。

海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。

在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，而随着海水水位的升高，就把海水的巨大动能转化为势能；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。

潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。

就这样各种能量进行转换反复进行。

或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。

和水利发电相比，潮汐能的能量密度低，相当于微水头发电的水平。

世界上潮差的较大值约为13～15m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。

潮汐能是因地而异的，不同的地区常常有不同的潮汐系统，他们都是从深海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。

景观抄袭很复杂，但对于任何地方的潮汐都可以进行准确预报。

（二）潮汐能的利用方式主要是发电。

潮汐发电是利用海湾、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利发电厂房，通过水轮的地方发电机组进行发电。

只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电站，从潮汐中提取能量才有可能。

虽然这样的场所并不是到处都有，但世界各国都已选定了相当数量的适宜开发潮汐电站的站址。

发展像潮汐能这样的新能源，可以间接使大气中的含量的增加速度减慢。

潮汐是一种世界性的海平面周期性变化的现象，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。

潮汐作为一种自然现象，为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便，更值得指出的是，它还可以转变成电能，给人带来光明和动力。

（三）我国的潮汐能发展

在亚洲，菲律宾和印度尼西亚的各岛屿，以及我国和日本海岸流动的海流，都具有巨大的潜力。

在欧洲，潮汐电站的场址达上百个。

在美洲，墨西哥政府计划在未来几年将投资数十亿比索在该国西部潮汐较大的加利福尼亚湾沿海造上百座潮汐电站。

   在1958年，我们国家“土法上马”建了40多座“土潮汐电站”，又在20世纪70年代再建十多座潮汐电站。

后来，由于种种原因，许多潮汐电站废弃了。

   目前，我国正在运行发电的潮汐电站共有8座：

浙江乐清湾的江厦潮汐试验电站、海山潮汐电站、沙山潮汐电站、山东乳山县的白沙口潮汐电站、浙江象山县岳浦潮汐电站、江苏太仓县浏河潮汐电站、广西饮州湾果子山潮汐电站、福建平潭县幸福洋潮汐电站。

这8座潮汐电站总装机容量为6000千瓦，年发电量1000万余度。

我国潮汐发电量仅次于法国、加拿大，位居世界第三。

江厦潮汐试验电站是我国最大的潮汐能电站，是潮汐发电的试验基地。

电站位于浙江省温岭市西南的江厦港上，离城区16公里。

电站于1972年经国家计委批准建设，电站工程列为“水利电力潮汐电站项目”，研究重点包括潮汐能特点研究、潮汐机组研制、海工建筑物技术问题、综合利用。

电站安装了5台双向灯泡贯流式机组，1号机组1980年5月4日投产发电，到1985年12月完成全部建设，总装机容量3200千瓦。

规模至今仅次于法国郎斯潮汐电站、加拿大芬地湾安娜潮汐电站仍保持亚洲第一、世界第三，年发电量稳定在600多万千瓦时，到2006年12月31曰，电站累计发电1.35亿千瓦时。

2006年初，电站六号机被科技部列入国家“863”高新技术研究发展项目，装机容量为700千瓦，总投资约1千万元

      福建省综合历史各次普查结果，可开发的280千瓦以上的潮汐能电站共有79座。

   位于福建宁德福鼎沙埕港八尺门、装机容量为2．4万千瓦的潮汐电站建设已列入福建省“十一五”期间新能源开发建设项目之一，目前已完成预可行性研究报告，一期电站装机为2．4万千瓦，工程静态投资2．46亿元，总投资为5．36亿元，争取2006～2010年动工兴建。

我国主要港口潮差情况（单位：

m）

大潮差

小潮差

湛江

4.87

2.18（平均）

黄浦

2.50

0.3

高雄

0.40

0.20

基隆

1.20

0.30

厦门

4.60

2.90

福州

5.70

3.60

上海

3.00

2.00

青岛

3.48

1.91

天津

2.48

秦皇岛

1.00

大连

2.56

1.39

表1（我国主要港口潮差情况）

世界上已建和研究中的大型潮汐电站

国家

站址

均平均潮差/m

装机容量/10000kw

年发电量/10^8kw.h

建成时间

发电模式

法国

郎斯

8.55

24.0

5.44

1966年

单库双向

前苏联

基斯洛

2.3

0.04

0.023

1968

单库双向

加拿大

安那波利斯

6.4

1.78

0.5

1984

单库单向

中国

江厦

5.1

0.39

0.11

1980

单库双向

中国

幸福样

4.2

0.128

0.032

1989

单库单向

中国

海山

4.9

0.015

0.0031

1985

单库单向

俄罗斯

美晋湾

5.66

1500

500

研究中

单库双向

英国

塞汶河口

8.4

600

144

研究中

单库单向

加拿大

芬地湾

11.8

380

127

研究中

单库单向

澳大利亚

金伯利湾

8.4

90

30

研究中

单库双向

韩国

加露林湾

4.7

48.0

120

研究中

单库单向

阿根廷

圣何塞湾

6.5

495

120

研究中

单库单向

表2（世界上已建和研究中的大型潮汐电站）

（1）

（四）潮汐能发电原理

潮汐发电与水力发电的原理相似，它是利用潮水涨、落产生的水位差所具有势能来发电的，也就是把海水涨、落潮的能量变为机械能，再把机械能转变为电能（发电）的过程。

具体地说，潮汐发电就是在海湾或有潮汐的河口建一拦水堤坝，将海湾或河口与海洋隔开构成水库，再在坝内或坝房安装水轮发电机组，然后利用潮汐涨落时海水位的升降，使海水通过轮机转动水轮发电机组发电。

故从能量的角度来看。

就是将海水的势能和动能，通过水轮发电机组转化为电能的过程

（2）（如下图）

潮汐能发电原理示意图

由于潮水的流动方向是不断改变的，因此就使得潮汐发电出现不同的类型，即单库单向型、单库双向型和双库单向型3种：

第一种是单库单向电站。

即只用一个水库，仅在涨潮（或落潮）时发电，我国浙江省温岭县沙山潮汐电站就是这种类型。

   第二种是单库双向电站。

用一个水库，但是涨潮与落潮时均可发电，只是在平潮时不能发电，广东省东莞县的镇口潮汐电站及浙江省温岭县江厦潮汐电站，就是这种型式。

   第三种是双库双向电站。

它是用二个相邻的水库，使一个水库在涨潮时进水，另一个水库在落潮时放水，这样前一个水库的水位总比后一个水库的水位高，故前者称为上水库，后者称为下水库。

水轮发电机组放在两水库之间的隔坝内，两水库始终保持着水位差，故可以全天发电

（五）潮汐能利用前景

　全球有许多地方适于兴建潮汐电站。

近海（距海岸1km以内），水深在20～30m的水域为理想海域。

欧洲工会已探测出106处适于兴建潮汐电站的海域，英国就有42处。

英国近海用水轮机研究所的专家弗兰克彼得认为，在菲律宾、印度尼西亚、中国、日本海域都适于兴建潮汐电站。

而且随着技术的日臻完善，潮汐电站的发电成本在现有的基础上还将降低。

伴随着经济的发展，能源危机是人类正在面临并将长期面临的一大生存问题。

尤其是我国东部沿海地区为人口密集区，经济相当发达，是我国电力负荷中心之所在。

在而这些地区煤，石油等常规能源极度贫乏，可再生能源蕴藏量大。

因此，立足于本地区的可再生能源的合理开发利用，是解决该地区供电不足的有效途径。

　我国海岸线曲折漫长，北起中朝交界的鸭绿江口，南达中越相交的北仑河口，大陆岸线长达18000km多，加上6500多个海岛的岸线，岸线长度超过32000km。

据对全国可开发装机容量200kW以上的424处港湾坝址的调查资料表明，我国的潮汐能蕴藏量为1．1亿kw，可开发总装机容量为2179万kW，年发电量624亿kW·h，容量在500kW以上的站点共l91处，可开发总装机容量为2l58万kW。

主要集中在福建、浙江两省和上海市沿海，潮汐能资源占全国的92%。

这种分布趋势正与我国沿海能源供需形势相吻合。

其巾浙汀省可开发潮汐能资源的装机容量为879.8万kW，占全国总量的40.8%；可提供年发电量达264亿kW·h，占全国总量的42．7％。

该地区属基岩港湾海岸，峡湾相接，岸线曲折，海岸沉积物为粗砂和砾石。

地形地质条件优越，利于堵港建站。

潮差大，东海澉浦、杭州湾钱塘江和乐清湾江厦港最大潮差分别达到9．86，8．9和8．39m。

特别是乐清湾，潮汐能理论蕴藏量占浙江全省的17.2%，可开发的装机容量为55万kWh。

海湾呈袋形，口小肚大，含沙量少，平均潮差5．08m，拥有建设潮汐电站的良好条件。

湾内可供开发潮汐电站的地址有江岩山、清江、狗头门、乌沙门等处口（3）。

我国潮汐能资源蕴藏量很大，当前开发的程度与世界发达国家相比较还很落后，因此我国具有很广阔的潮汐能开发空间。

尤其在东南沿海地区潮汐能具有很大的开发利用价值而且可以缓解该地区常规能源短缺，电力不足的问题。

（六）潮汐能发电的优点和缺点

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。

　　4、潮汐电站是低水头、大流量的发电形式。

涨落潮水流方向相反，敌水轮机体积大，耗钢量多， 进出水建筑物结 构复杂。

而且因浸泡在海水中，海水、海生物对金属结构物和海工建筑物有 腐蚀和沾污作用，放需作特殊的防腐和防海生物粘附处理。

5、潮汐变化周期为太阴日（24h50min），月循环约为14天多，每天高潮落后约50min，故与按太 阳日给出之日需电负荷图配合较差。

潮汐发电虽然存在以上不足之处，但随着现代技术水平的不断提高，是可以得到改善的。

如采用双向或多水库发电、利用抽水蓄能、纳人电网调节等措施，可以弥补第一个缺点；采用现代化浮运沉箱进行施工，可以节约土建投资；应用不锈钢制作机组，选用乙烯树脂系列涂料，再采用阴极保护，可克服海水的腐蚀及海生物的粘附。

结束语

综合以上对潮汐能的定义，发电原理及其发展前景和发展现状的介绍，不难看出，潮汐能的原理很简单，但是在发电过程中还存在很多问题，比如单位电造价问题就是个很现实的问题，还有就是涡轮机在发电过程中被海水腐蚀的问题，我觉的在以后研究过程中要针对海水腐蚀上下功夫，应该加强研究涡轮机制造材料，防止海水腐蚀。

还有单位电造价问题，我们基本从设备上减轻造价，尽可能以价格便宜的设备，创造更好的价值。

当今世界随着全球化能源危机的不断加剧，开发可再生资源的需要迫在眉睫。

而潮汐能作为可再生资源的典型，具有无污染、清洁、储量大，效率高等优点。

多年来我国对潮汐电站建设的研究和试点，不仅在技术上取得了很大的进步，并且在降低成本方面取得了可喜的成就，提高经济效益方面也取得了显著的成果。

在当前大力提倡节约型社会的时代，潮汐能的发展前景将更为广阔。

参考文献

（1）万志军，冯子军，董付科中国矿业大学矿业工程学院（能源概论）第105页

（2）李书恒，郭伟，朱大奎（南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室，江苏南京210093）潮汐发电技术的现状与前景　　海洋科学　　2006年　第30卷　　第12期

（3）李书恒，郭伟，朱大奎（南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室，江苏南京210093）潮汐发电技术的现状与前景　　海洋科学　　2006年　第30卷　　第12期

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