海洋新能源有哪些

海水制氢重启蓝色能源，目的是什么呢？氢，对我们目前的发展、面临资源匮乏的现状、环保等都是一个非常不错的选择。电解水可以产生出氢和氧，这一概念很早就提出来了，经过了大量的试验、研发、市场转化等效果很明显了而且还不错哦。但是从海水里提取氢和氧也是经过了很多年的试验，但效果不太理想，目前主要的方法是依赖高纯度的水来实现电解氢和氧但是这样的操作成本实在太高了。

潜艇上随着艇员的呼吸和其他消耗，需要不断补充氧气和吸收二氧化碳，随着潜艇在水下时间的增加，舱室内污染物不断累积，有的有毒性、有的有腐蚀性、有的易燃易爆，需要对有害物质进行处理，通过相应的再生、净化、空调、通风设备改善舱室空气品质，维持舱室舒适的环境，保持艇员的身体健康和战斗力。电解水制氧，便是直接通过电解海水分解氧气。当然了，这对于常规潜艇来说还是相当奢侈的：目前为止，只有采用AIP技术的常规潜艇和核潜艇能够使用。相比其他常规潜艇，这两种潜艇的电力供应绝对堪称豪华，尤其是核动力潜艇——电力供应绝对是管够，因此直接采用电解水分解氧气。这样一来，再生药板也不需储存不说，还相当于间接在水下获得氧气。

制氢，制取氢气的工艺过程。氢能是一种二次能源，从长远看，以水制氢是最有前途的方法，原料取之不尽，而且氢燃烧放出能量后又生成水，不造成环境污染。常用的制氢方法有：各种矿物燃料制氢、电解水制氢、生物质制氢、其他合氢物质制氢、各种化工过程副产氢气的回收等。各种矿物燃料制氢是最主要的制氢方法，但其储量有限，且制氢过程会对环境造成污染。

我们知道，由于人类大量使用石油、煤和甲烷等含碳燃料，正在加剧全球变暖，加速摧毁地球天气系统。因此，为了人类能够长期生存在地球上，尽快找到可以替代碳燃料的新能源，已经成为世界各主要国家争相研发的科学主攻方向之一。

目前，科学家普遍看好的是氢能源的开发技术。由于水的化学成分主要是氢和氧，并且一个水分子中包含一个氧原子和两个氢原子，而海水又是地球上取之不尽的制氢原料，尤其是氢气燃烧后，又会变成水还原回大自然，所以，目前很多国家都在研发利用海水制取氢气的技术。而在这一技术研发上，澳大利亚走在了世界各国的最前面。他们甚至扬言，未来澳洲要做世界氢能源的“欧佩克”，掌握氢能源的定价权。

那么，雄心勃勃的澳大利亚又是如何制取氢气呢？

我们知道，目前限制科学家制取氢气的最大瓶颈，是提取氢能所消耗的能量几乎和提取到的氢气所释放的能量相当，这一瓶颈造成了制氢技术成了一个毫无价值的研究方向。因此，目前不少国家都暂停了从海水中制备氢气的研发项目。

然而，澳大利亚这些年却另辟蹊径，继续在研发海水制氢的技术道路上艰难跋涉。那么，澳大利亚的技术路线是怎样的呢？

原来澳大利亚是利用他们广袤的沙漠阳光充足的优势，在澳洲的沙漠里大量铺设了太阳能发电设备，然后将从沙漠里获得的电能输送到海滨，然后将这些电能储存起来，以便他们的科学家随时随地地利用这些太阳能电力进行氢能源的提取和制备。

也许有人会问，即便是利于海水制备氢能源的能量来源自太阳能，不还是没有跳出能量消耗和获得氢能相等的怪圈吗？澳大利亚岂不等于是白忙活吗？

但事实并非如此，由于太阳能目前在分散储存上面，技术尚无法突破，因此，在各行业领域中使用太阳能很不方便，但是把它转化成氢气能，就方便人类在各行各业中使用了。而澳大利亚正是基于这样的考虑，才进行这种能量转化研究的。再加上澳洲沙漠广阔，具有执行这一技术路线最得天独厚的条件，所以，澳大利亚才这样雄心勃勃，干劲十足。

然而，事情并不是一帆风顺的。在澳大利亚技术路线的各个环节中，在海滨建立大型太阳能储存设备，是很关键的一环。目前，澳大利亚主要是和特斯拉公司合作，在海滨建立了数十个大型锂离子电池储电设备。其目的，是企图将来自沙漠的太阳能能够储存在这些大型锂离子电池中。

原本，这一思路也是可行的。但最近发生的一件事却对澳大利亚 科技 工作者造成了不小的打击。2021年7月30日，澳大利亚建在 吉朗附近的大型电池储能设施中，一个13吨的大型电池在测试中突然起火燃烧，即便是消防车赶来之后，也是束手无策。因为锂离子电池的特殊性，任何传统意义上的灭火方式都不适应对大型锂离子电池灭火，因此，消防员只能是眼睁睁地看着它自行燃烧，他们唯一能做的就是防止火情扩散到其它大型电池组。

这次事故尽管原因暂时还不明晰，但它却进一步暴露了锂离子电池的严重缺陷——即锂离子电池容易自燃爆炸。锂离子电池容易自燃和爆炸的新闻，无论是手机电池还是电动 汽车 的电池组，我们都曾时不时地看到过。所以，尽管澳大利亚海水制氢的思路看上去很科学，但实行起来还是困难重重的。澳大利亚要想在海水制氢技术上真正突破，看来还得首先在电能储存技术上有新的突破，即人类能够找到替代锂离子电池的新材料才行。

海水制氢看似前途无量，但人类目前的技术仍旧处在在黑暗中摸索的阶段。看来，用氢能替代石油和燃气的道路依然道阻且长！不过，澳大利亚科学工作者敢于争先的精神是难能可贵的！

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.

海洋能是海水运动过程中产生的可再生能。主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力，其他海洋能均源自太阳辐射。所以是可再生能源。

可以做的新能源项目有光伏发电、水力发电、核发电、风力发电等等。

新能源项目是利用太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、潮汐能、波浪能等能源的项目。

地热能是从地壳中提取的天然热能。这种能量来自地球内部的熔岩，以热的形式存在。正是这种能量导致了火山爆发和地震。使用地热能最简单、最具成本效益的方法是直接使用这些热源并提取它们的能量。

海洋能源是指附着在海水中的可再生能源。海洋能是海洋中蕴藏的可再生能源，包括潮汐能、机械能和波浪产生的热能。海洋能源还涉及更广泛的类别，包括海上风能、海面太阳能和海洋生物质能。

新能源发展前景：

1、全球能源改革和能源转型加速。

2、国际新能源产业分工逐步深化。

3、全球新能源行业整合加快，跨国并购增多，国际竞争加剧。

4、国内能源行业的主要矛盾发生根本性转变。

5、发展战略、理念的变化深刻影响新能源的利用和发展。

6、促进新能源产业发展的有利与不利因素并存。

海水中的核能 ──人类未来最有希望的能源。 自从20世纪科学巨人—阿尔伯特·爱因斯坦推导出了那个著名的公式：E=MC2，用以阐述质能互变的原理之后，人类从此明白了物质与能量之间的关系，认识到世界上每一种物质都处于不稳定状态，有时会分裂或合成，变成另外的物质，物质无论是分裂或合成，都会产生能量，所以，核能将成为人类未来最有希望的能源。

基本介绍中文名 ：海水核能 外文名 ：Sea water nuclear energy 重元素裂变,轻元素聚变,氘—氚受控核聚变, 重元素裂变 人类利用核能的方式，以当前的技术水平而言，主要有重元素的裂变与轻元素的聚变。重元素，如铀的裂变，已进入了实用阶段。其基本的原理是采用人工方法轰击铀的原子核，使之分裂，从而释放出巨大的能量。1千克的铀裂变时所释放出的热量，足可相当于2500吨优质煤燃烧释放出的全部热能。原子能的功效是如此巨大，于是就有了原子能发电，原子能电站也开始分布于世界各地。 目前，全球已建成和正在建设的原子能发电站已逾千座。在原子能发电蓬勃发展的同时，整个世界对燃烧铀的需求也随之猛增。然而，铀这种物质在陆地上的储量并不丰富，适合开采的铀矿只有100余万吨，即使连低品位的铀矿及其副产品铀化物一并计算在内，总量也不会超过500万吨。按目前消耗速度，仅够人类使用几十年。 然而在那浩瀚无际、神奇莫测的海洋中，却溶解有超过陆地储量几千万倍的铀。然而令人遗憾的是，海水中铀的总量虽然巨大，可分布却远不及陆地上那样集中，海水中含铀的浓度很低，1000吨海水中仅含3克铀，从海水中提炼铀，需要处理大量的海水，这从技术上来说是一件非常复杂的事。现在，人们已经实验过的提炼方法有吸附法、共沉法、气泡分离法和藻类生物浓缩法等几种。 轻元素聚变 重元素的裂变所释放的能量已叫人叹为观止，那么轻元素的聚变又会有什么样的情况呢？答案是：核聚变，例如氘、氚都是氢的同位素，在一定的条件下，它们的原子核可以相互碰撞聚变成为一种新的—氦核，同时将蕴藏于其中的巨大能量释放出来。一个碳原子完全燃烧生成二氧化碳时，能够放出的能量为4电子伏特，而氘—氚反应时所产生的能量则为400万电子伏特。根据计算，1千克氘燃料，至少可以抵得上4千克铀燃料或者10000吨优质煤燃料。 氘在海水中分布甚广，储量巨大。海水中氘的含量为十万分之一，即每升海水中含有0.03克的氘。这个数字看起来未免有些微不足道。然而，就是这微小的氘，在核聚变时产生的能量足可与300升汽油相抵。更何况，地球海洋总体积约为1.37亿立方千米，稍做计算，就可知道，海水中氘的总储量竟达约四十万亿吨，数量之大，可为人们提供上亿年的能源消费。而且，氘的提取方法简便，成本也较低，核聚变堆的运行也十分安全。所以，氘、氚的核聚变为人类解决未来的能源消费问题展现了十分广阔的前景。 当然，同重元素的裂变一样，轻核聚变也是一项十分复杂的技术。氘—氚的核聚变反应需要在几千万℃、甚至是上亿℃的高温环境下才能进行。目前，这种反应已在氢弹的爆炸过程中得以实现，至于用于生产目的的受控热核聚变在技术上还存在着许多困难。不过，相信随着人类科技的不断进步，总会有成功之时。 氘—氚受控核聚变 1991年11月9日，欧洲14个国家联合出资，成功进行了首次氘—氚受控核聚变反应的实验。反应时，发出1.8兆瓦电力的聚变能量，持续时间为2秒，温度高达3亿℃，20倍于太阳内部的温度。核聚变比核裂变产生的能量效应高出600倍，比煤要高1000万倍。因此，科学家们认为，氘、氚受控核聚变实验的成功，在人类开发新能源的整个历程中具有里程碑式的意义。 科学家预测，核聚变技术和海洋氘—氚提取技术在最近20年内将有望获得重大突破，这给人类摆脱能源危机的前景带来了无限生机。

今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。随着全球范围内能源危机的冲击和环境保护及经济持续发展的要求，开发利用新能源(可再生)成为发达国家和部分发展中国家21世纪能源发展战略的基本选择。2009年7月13日召开的国际海事组织(IMO)59次环保会(MEPC59)上，通过了关于新船能效设计指数(EEDI)，要求各国政府采取相应的行动。EEDI是衡量船舶能效水平的一个指标，简单地说，EEDI公式是根据CO2排放量和货运能力的比值来表示船舶的能效。其分母表示船舶在规定的船速下与载货量之乘积，而分子可概括为两部分，第一部分为主辅机的功率与所消耗燃油之乘积，第二部分为采用新的节能技术减少燃油消耗所带来的船舶能效的提高部分 [1] 。由此可见，采用新节能技术是优化EEDI指数的一种措施。然而作为一个全球性的研究课题，航运业的节能减排技术已经引起了国际社会的高度重视。针对节能减排技术领域的研究、开发和利用，各国在给予政策扶持的同时，更投入了大量的人力、物力和财力以期能着实有效地实现节能减排这一根本性的目标 [2] 。随着科学技术的不断进步，以风能、太阳能、核能、生物质能和潮汐能等为典型代表的新能源在节能减排方面所具有的独特优势和所能产生的效益已经越来越显著， 其在船舶交通运输行业的应用和推广已呈潮涌之势。

1.1. 风能的应用

源于地球表面大量空气流动所产生的动能——风能，是一种无污染且无限可再生资源。人类对风能的利用历史可以追述到公元前，随着科学技术水平的不断进步，工业社会对于风能的利用有着丰富的经验，配套产业和基础设施也较为成熟。但是，风能利用存在着间歇性、噪音大、受地形影响和干扰雷达信号等难以彻底消除的缺点。当前，风能利用主要以风能作动力(风帆助航)和风力发电两种形式为主，在船舶上的应用形式偏重于作为航行的主动力或辅助动力，只在少数船舶上应用风力发电技术  。

1.2. 太阳能的应用

太阳能的利用主要有两个方面的技术，即光热技术和光伏技术。光热技术是利用太阳光的热辐射，其应用最为成功的领域是太阳能热水器。该项技术的进一步延伸是太阳能热发电，即利用集热器把太阳辐射热能集中起来给水加热产生蒸汽，再通过汽轮机、发电机来发电。考虑到船舶运行过程中对于热水的需求量不高，进行热电转换在有限的船。空间内难以实施，故而光热利用的可行性不是很高。但是应用光热技术代替常用的蒸汽盘管和电加热盘管对船舶所使用的重油进行预加热，是一个值得关注的方向。光伏技术是对太阳光中的短波辐射能照射于硅质半导体上所产生的电能进行调制后加以利用，亦称为光生伏打效应  。随着太阳能光伏技术的不断深入发展，其效率、可靠性和稳定性均有了很大的提升，因而从最初的单纯技术研究逐渐转向实际应用领域。太阳能光伏发电应用于船舶是目前绿色船舶发展的一个重要方向。

1.3. 生物质能的应用

生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等三种途径。船舶属于一个相对独立且空间区域较为有限的结构体。机舱内电、气、热设备和系统高度集成，考虑在船舶内附加安装生物质能转换装置有着不可避免的局限性，故而可行性不高  。就船舶现有设备条件出发，直接或间接使用由生物质能转换而成的替代燃料(例如生物柴油等)是主要的应用模式。

1.4. 核能的应用

核能作为一种能源，特别是一种动力能源，其优越性相当明显。核动力反应堆可以用来发电、供热和推动船舰。在作为船舶动力源方面，核动力装置首先是被应用于潜艇和航空母舰等军用舰艇，而后建造核动力舰艇的一些国家也将船用核动力堆用于推动民用水面船舶，如核动力客船、散货船和破冰船等 。

1.5. 海洋能的应用

海洋能是一种蕴藏丰富、分布广、清洁无污染，但能量密度低、地域性强的能源形式， 通常指目前，利用海洋能的主要发展方向是将海浪、海流等短周期波所具有的动能和势能转换为电能。在船舶上进行海洋能的利用受到多方面条件的制约：其一，海水能量密度不高造成机械能转换为电能的设备过于庞大；其二，船舶在运营中是一个移动平台，在其自身运动过程中同时利用海洋能，将蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能，等。对其自身造成不可避免的负面影响，如船舶流阻增大和动力性降低等问题。故而直接在航运船舶上应用海洋能不是首推的研究方向 。但是根据波浪能和水流能的特点，波浪能发电可应用于航标或者小型灯船。水流能可在趸船和航标船上得到应用。