论我国潮汐能应用与发展

论我国潮汐能应用与发展

摘要：潮汐能是一种洁净无污染、蕴藏丰富的可再生新能源。我国海岸线漫长曲折，蕴藏着丰富的潮汐能资源，开发和利用潮汐能，对于缓解我国能源危机具有重要意义。潮汐电的开发和利用是人类解决能源危机、保护环境、合理利用自然资源的一个有效途径，是未来发展洁净能源的必然趋势，潮汐能发展技术前景广阔。

关键词：潮汐能；潮汐发电；可再生；洁净

一、潮汐能总述

世界各国主要的能源消耗依靠煤、石油、天然气，不仅向大气中排放大量的有毒物质，严重污染了环境；而且，这些不可再生资源的存量是有限的。过度的能源开发和使用造成的大气污染、酸雨和温室效应已经对人类的身体健康和生存环境产生日益严重的威胁，危害了子孙后代的可持续发展。因此开发利用清洁无污染的新能源是保护环境、实现可持续发展的必然要求。

潮汐是一种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。潮汐能是因海水涨落及潮水流动所产生的能量，称为潮汐能。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，而早在欧洲就有利用潮汐推动磨坊的上千年历史，主要用于研磨谷物。现在各国利用潮汐最主要的方式是潮汐发电，为人们带来光明和动力。但潮汐能发电须具备两个条件：一是潮汐的幅度要足够大，至少要几米；二是海岸地形必须能储蓄大量海水，并可进行土建工程。

潮汐能开发一般要拦截港汊、海湾建成蓄能水库，一年中通常有706次水

进出交替。如果可利用之水头3.5m，则潮汐水库为每立方库容年可供电5kWh。若再利用抽水蓄能水库技术每年可供电100kWh.这说明潮汐水库的开发利用具有潜在的经济效益，是值得推广的。在15-18世纪，法国、英国等国家曾在大西洋沿岸利用潮汐推动水轮机。经估算，全世界可用来开发利用的潮汐能为8×10^8kW [ii]。

潮汐能作为一种新型能源的优点有： [i]

⑴可再生能源。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。

⑵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。

⑶建设方便。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。

⑷减低灾害。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。

⑸发电成本低。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。每度电的成本只相当火电站的八分之一。

⑹机组台数多，不用设置备用机组。

但就对潮汐的利用来讲，利用潮汐发电也存在缺点。

⑴间歇性。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。所以可按潮汐预报提前制定运行计划，与大电网并网运行，克服其间歇性。

⑵造价高。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。

⑶设备易被腐蚀。潮汐电站采用的是低水头、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，因此可以对设备进行特殊的防腐和防海生物粘附处理。

二、我国对潮汐能的利用

电力供应不足是制约我国国民经济发展的重要因素，尤其是在东南沿海地区。近几十年来受化石燃料日益枯竭和环境保护的双重压力，世界上一些主要的海洋国家纷纷把目光投向海洋，加大了投入，制定发展规划，加快了人类开发利用海洋资源的步伐。作为主要可再生能源之一的潮汐发电事业取得了极大的进步，经过多年来对潮汐电站建设的研究和试点，不仅在技术上日趋成熟，而且在降低成本，提高经济效益方面也取得了很大进展。

中国大陆海岸线很长，岛屿众多，北起鸭绿江口，南到北仑河口，长达

18000多公里，加上5000多个岛屿的海岸线又有14000多公里，所以海岸线共长32000多公里 [iii] ，因此潮汐能资源是很丰富的。据不完全统计，中国潮汐能蕴藏量为1．1亿千瓦，可开发总装机容量为2179万kW,年发电量624亿kW·h容量在500kW一上的站点共191处，可开发总装机容量为2158万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% [iv]。

我国潮汐能发电始于20世纪50年代 [v] 。1957年中国在山东建成了第一

座潮汐发电站。1978年8月1日山东乳山县后沙口潮汐电站开始发电，年发电量230万千瓦时。1980年8月4日中国第一座“单库双向”式潮汐电站──江厦潮汐试验电站正式发电，装机容量为 3000千瓦，年平均发电1070万千瓦时，是我国最大的潮汐能电站，是潮汐发电的试验基地。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。根据国家规划，到2020年，我国潮汐发电容量有望达到30千瓦，潮汐发电将又迎来一个发展春天。

近50 年来，工程技术人员一直致力于将潮汐发电形成工业规模的研究，

其技术关键在于设计出适应海水腐蚀的涡轮机 [vi]。另一项关键措施——浮云法施工技术的推广避免了在很深的水中及在易遭受风暴潮威胁的坝址修建昂贵且复杂的围堰，从而使工程造价降低了25%-38% [vii]。

三、结语

潮汐电站通常不会造成现有陆地面积的淹没，但却会减小纳潮面积从而造成海底生物栖息区的变化，潮汐挡水建筑物也会影响鱼类的洄游行为。但就其潮汐电站的综合利用来说，潮汐电站的建设在保护生态的基础上对海岸滩涂合理开发，尽最大的可能减小对海洋生态的破坏，这样不仅增加经济效益，而且大幅度降低工程单位的投资。因此，潮汐电站应以水库、岸滩等为依托，提高除发电以外的综合效益，包括水产养殖、发展旅游及改善交通的等方面。潮汐能的开发应充分利用自身的水土优势，开展多种经营，不片面追求电站数量，重在质量，方能具有生命力且稳步发展。

参考资料：

[i] 张晓君，程振兴.潮汐能利用的现状与浙江潮汐能的发展前景[J].中国造船，2010，51：144-148．

[ii] 谢秋菊，廖小青.国内外潮汐能利用综述[J].水利科技与经济，2009，15

（8）：70-72．

[iii] 王颖．中国海洋地理[M].北京：科学出版社，1996.

[iv] 郭成涛．潮汐能利用的新概念［Ｊ］．海洋学报，1994，16（1）：142-148．

[v] 余志．海洋能利用技术进展与展望［Ｊ］．太阳能学报，1990，特刊：214-226.

[vi] 王丰玉．浅析潮汐电站的发展前景［Ｊ］．移动电源与车辆，2002，4：43-44．

[vii] 刘全根．世界海洋能开发利用状况及发展趋势[J]．能源工程，1999，2：5．