正文 第17章 海洋能類型(3 / 3)

利用大海與陸地河口交界水域的鹽度差所潛藏的巨大能量一直是科學家的理想。在20世紀70年代,各國開展了許多調查研究,以尋求提取鹽差能的方法。實際上開發利用鹽度差能資源的難度很大,上麵引用的簡單例子中的淡水是會衝淡鹽水的,因此,為了保持鹽度梯度,還需要不斷地向水池中加入鹽水。如果這個過程連續不斷地進行,水池的水麵會高出海平麵240米。對於這樣的水頭,就需要很大的功率來泵取鹹海水。目前已研究出來的最好的鹽差能實用開發係統非常昂貴。這種係統利用反電解工藝(事實上是鹽電池)來從鹹水中提取能量。據測算,投資成本約為50000美元/千瓦。也可利用反滲透方法使水位升高,然後讓水流經渦輪機,這種方法的發電成本可高達10~14美元/千瓦·時還有一種技術可行的方法是根據淡水和鹹水具有不同蒸氣壓力的原理研究出來的:使水蒸發並在鹽水中冷凝,利用蒸氣氣流使渦輪機轉動。這種過程會使渦輪機的工作狀態類似於開式海洋熱能轉換電站。這種方法所需要的機械裝置的成本也與開式海洋熱能轉換電站幾乎相等。但是,這種方法在戰略上不可取,因為它消耗淡水,而海洋熱能轉換電站卻生產淡水。鹽差能的研究結果表明,其他形式的海洋能比鹽差能更值得研究開發。

據估計世界各河口區的鹽差能達30千瓦,可能利用的有2.6千瓦。我國的鹽差能估計為1.1×108千瓦,主要集中在各大江河的出海處。同時,我國青海省等地還有不少內陸鹽湖可以利用。

五、海流能

海流能是另一種以動能形態出現的海洋能。所謂海流主要是指海底水道和海峽中較為穩定的流動以及由於潮汐導致的有規律的海水流動。其中一種是海水環流,是指大量的海水從一個海域長距離地流向另一個海域。這種海水環流通常由兩種因素引起:首先海麵上常年吹著方向不變的風,如赤道南側常年吹著不變的東南風,而其北側則是不變的東北風。風吹動海水,使水表麵運動起來,而水的動性又將這種運動傳到海水深處。隨著深度增加,海水流動速度降低;有時流動方向也會隨著深度增加而逐漸改變,甚至出現下層海水流動方向與表層海水流動方向相反的情況。在太平洋和大西洋的南北兩半部以及印度洋的南半部,占主導地位的風係造成了一個廣闊的,也是按反時鍾方向旋轉的海水環流。在低緯度和中緯度海域,風是形成海流的主要動力。其次不同海域的海水其溫度和含鹽度常常不同,它們會影響海水的密度。海水溫度越高,含鹽量越低,海水密度就越小。這種兩個鄰近海域海水密度不同也會造成海水環流。海水流動會產生巨大能量。據估計全球海流能高達5千瓦。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對波浪而言,海流能的變化要平穩且有規律得多。潮流能隨潮汐的漲落每天2次改變大小和方向。一般來說,最大流速在2米/秒以上的水道,其海流能均有實際開發的價值。

全世界海流能的理論估算值約為108千瓦量級。利用中國沿海130個水道、航門的各種觀測及分析資料,計算統計獲得中國沿海海流能的年平均功率理論值約為1.4×107千瓦。其中遼寧、山東、浙江、福建和台灣沿海的海流能較為豐富,不少水道的能量密度為15~30千瓦/平方米以上,具有良好的開發值。值得指出的是,中國的海流能屬於世界上功率密度最大的地區之一,特別是浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門水道,平均功率密度在20千瓦/平方米以上,開發環境和條件很好。