海底有哪些可再生能源

海洋能源资源包括海底石油、天然气、潮汐能、波浪能以及海流发电、海水温差发电等，远景发展包括海水中铀和重水的能源开发。

海洋生物、海洋能源、海洋矿产及海洋化学资源等总称为海洋资源。按照自然属性，分为海洋生物资源、海水化学资源、海底矿产资源、海洋空间资源、海洋再生能源等。

其中，海洋生物资源以鱼虾为主，在环境保护和提供人类食物方面具有极其重要的作用。

海洋能源资源包括海底石油、天然气、潮汐能、波浪能以及海流发电、海水温差发电等，远景发展包括海水中铀和重水的能源开发。

海洋矿产资源包括海底的锰结核及海岸带重砂矿中的钛、锆等。海洋化 学资源包括从海水中提取淡水和各种化学元素（溴、镁、钾等）及盐等。海洋中有些资源的数 量较之陆地多几十倍甚至几千倍，但海洋开发技术较之陆地复杂，技术要求髙，投资也较大。

1、潮汐能：潮汐运动时产生的能量，是人类利用最早的海洋动力资源。

2、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。

3、海流能：据估算，世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦，可利用海流能发电。

4、海洋温差能：海洋热能是电能的来源之一，可转换为电能的为20亿千瓦。

5、盐度差能：全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦，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。

海洋能(ocean energy)是海水运动过程中产生的可再生能源，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、太阳和其它星球引力，其它海洋能均源自太阳辐射。

海水温差能是一种热能。低度纬的海面水温较高，与深层水形成温度差，可产生热交换。其能量与温差的大小和热交换水量成正比。潮汐能、潮流能、海流能、波浪能都是机械能。潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比。波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。在河口水域还存在海水盐差能(又称海水化学能)，入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差，若隔以半透膜，淡水向海水一侧渗透，可产生渗透压力，其能量与压力差和渗透能量成正比。

地球表面积约为5.1×10^8km^2，其中陆地表面积为1.49×10^8km^2占29%；海洋面积达3.61×10^8km^2，以海平面计，全部陆地的平均海拔约为840m，而海洋的平均深度却为380m，整个海水的容积为1.37×10^9km^3。一望无际的大海，不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏，而且还蕴藏着巨大的能量，它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水里，不像在陆地和空气中那样容易散失。

特点 海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。这就是说，要想得到大能量，就得从大量的海水中获得。 海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。 海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属于不稳定但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。潮汐电站与潮流电站可根据预报表安排发电运行。既不稳定又无规律的是波浪能。 因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐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为潮汐能。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。世界上潮汐能最大的地方是加拿大的芬地湾，那里的海潮最高时达到18米，相当于6层楼房的高度。在开发潮汐能中，除我国已建成的江厦潮汐电站外。1967年，在法国最大潮差为13.5米的朗斯河口，建成了世界上最大的潮汐发电站—朗斯潮汐电站，其年发电量5.44亿千瓦小时。1984年加拿大在芬地湾建成了取名为安那波利斯的潮汐发电站。

优点： 1、数量被预计。

2、间接使大气中的二氧化碳含量的增加速度减慢。

缺点：

1、产生的能量会因时间和地点而有所不同。

2、成本较高、技术复杂的缺陷。

3、库区淤积、设备腐蚀等问题。

4、有些地区涨退潮不明显，发电效率不大，例如江厦潮汐发电厂。 海流即洋流，大规模常年稳定地沿着一定方向流动的海水便是洋流。世界上最大的海流是墨西哥湾暖流。该暖流挟带的水量是世界江河总流量的50多倍。流经我国的黑潮是世界上第二大暖流，其宽度为185千米，平均厚度约400米，平均每天的流速是55千米~150千米，它的总流量相当于全世界陆地上所有河流流量的20倍。利用海流发电，还处于小规模试验阶段。

海流能有三个显著特点 ：

1、蕴藏量大，并且可以再生不绝。

2、能流的分布不均、密度低。

3、能量多变、不稳定。 盐差能是两种含盐度不同的水体相混时放出的一种能量。其广泛分布于陆地江河入海处。两种水体的含盐浓度相差越大，它们之间产生的盐差能就越多。这使人们想到了死海，死海含盐量高达25%。而地中海含盐量较少，二者相差好几倍。所以一旦把两者沟通，不仅可以利用它们之间的高度差400米来发电，而且还可以利用两者之间的巨大盐差能。

潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量，是取之不尽用之不竭的。波浪、洋流的能量主要是受风的影响。

资源储量相对丰富，发展潜力巨大传统意义上的海洋资源包括“航行、捕鱼、制盐”，现在一般认为的海洋资源则包括旅游、可再生能源、油气、渔业、港口和海水六大类。我国海域辽阔，跨越热带、亚热带和温带，大陆海岸线长达18000多公里。海洋资源种类繁多，海洋生物、石油天然气、固体矿产、可再生能源、滨海旅游等资源丰富，开发潜力巨大。其中：海洋生物2万多种，海洋鱼类3000多种；海洋石油资源量约240亿吨，天然气资源量14万亿立方米；滨海砂矿资源储量31亿吨；海洋可再生能源理论蕴藏量6.3亿千瓦；滨海旅游景点1500多处；深水岸线400多公里，深水港址60多处；滩涂面积380万公顷，水深0～15米的浅海面积12.4万平方公里。此外，在国际海底区域我国还拥有7.5万平方公里多金属结核矿区。在人类对石油、天然气等不可再生资源的需求越来越大的情况下，海底石油、天然气成了海洋资源争夺的重点。根据国务院2003年5月9日颁布的《全国海洋经济发展规划纲要》（“13号文件”），我国有海洋生物两万多种，海洋鱼类3000多种；海洋石油资源量约240亿吨，天然气资源量14万亿立方米；滨海砂矿资源储量31亿吨；海洋可再生能源理论蕴藏量6．3亿千瓦。我国有240亿吨的海洋石油资源量，是中国2003年进口石油总量（9000万吨）的260多倍。可惜的是，石油储量丰富的海域，多在有争议的东海和南海，没有争议的渤海和争议相对较小的黄海与之相比储量较少。中国海洋石油总公司（“中海油”）的工作人员在接受本报采访时说，渤海是内海，水浅，但开发起来一样有难度，其油气分布零散，被称为“摔碎的金盘子”，且多以重油、稠油为主；而黄海比较“贫瘠”。1966年联合国亚洲及远东经济委员会经过对包括钓鱼岛列岛在内的我国东部海底资源的勘查，得出的结论是，东海大陆架可能是世界上最丰富的油田之一，钓鱼岛附近水域可能成为“第二个中东”。据我国科学家1982年估计，钓鱼岛周围海域的石油储量约30～70亿吨。还有资料反映，该海域海底石油储量约为800亿桶，超过100亿吨。南海海域更是石油宝库。据有关报道，南海勘探的海域面积仅有16万平方公里，而发现的石油储量有55．2亿吨，天然气储量有12万亿立方米，南海油气资源可开发价值超过20万亿元人民币，在未来20年内只要开发30％，每年可为中国GDP增长贡献一两个百分点。仅在曾母盆地、沙巴盆地、万安盆地的石油总储量就将近200亿吨，是世界上尚待开发的大型油藏之一，其中有一半以上的储量分布在应划归中国管辖的海域。经初步估计，整个南海的石油地质储量大致在230亿至300亿吨之间，约占中国总资源量的三分之一，属于世界四大海洋油气聚集中心之一，有“第二个波斯湾”之称。 但是东海和南海这两个海域都是“有争议”的地区。

资源跟能源是不一样的。

1．潮汐能

所谓潮汐能，就是因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐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。

潮汐能可以像水能和风能一样用来推动水磨、水车等，也可以用来发电。当前，潮汐能的主要功能就是发电。

世界最大的潮汐能源系统

利用潮汐能发电，首先要做的就是在海湾或河口建筑拦潮大坝。形成水库，在坝中修建机房，安装水轮发电机，利用水位差使海水带动水轮机发电。建成潮汐发电站后还有利于海产养殖业的发展。

世界上，潮汐能主要多分布在潮差较大的喇叭形海湾和河口地区，如加拿大的芬迪湾、巴西的亚马逊河口、南亚的恒河口和中国的钱塘江口等都蕴藏着大量的潮汐能。

我国海岸线的长度为1.8万公里，潮汐能资源十分丰富。在潮汐能资源的开发利用上，目前我国沿海地区已经修建了一些中小型潮汐发电站。在温岭江厦港，就有一座我国规模最大的潮汐发电站——江厦潮汐发电站，它还是世界第三、亚洲第一大潮汐发电站。潮汐发电站受潮水涨落的影响，具有很大的不稳定性，海水对水轮机及其金属构件的腐蚀及水库泥沙淤积问题都较严重。这些问题都是急需解决的，只有将这些做好，就能更好地利用潮汐能来发电。

2．波浪能

波浪能集有许多优点，比如能量密度高、分布面广泛。特别是在能源消耗多的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。它的能量如此巨大，一直都吸引着沿海的能工巧匠们。他们想尽各种办法，期望能够驾驭海浪开辟新天地。

波浪能发电

波浪能电站

具体而言，波浪能就是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。海洋表面的海水受太阳辐射给予的热量，可以说它是世界最大的太阳能收集器。温暖的地表海水，造成与深海海水之间的温差，由于风吹过海洋时产生风波，这种风波在辽阔的海洋表面上，风能以自然储存于水中的方式进行能量转移，因此，说波浪能是太阳能的另一种浓缩形态，并不是没有道理的。

在所有海洋能源中，波浪能是最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它事实上是吸收了风能而形成的，它的能量传递速率与风速有一定关系，也和风与水相互作用的距离（即风区）有关。水团相对于海平面发生位移时，使波浪具有势能，而水质点的运动，则使波浪具有动能，从而使波浪能发挥出作用。

在风较多的沿海地带，波浪能的密度通常都很高。例如，英国沿海、美国西部沿海和新西兰南部沿海等都是风区，有着十分有利的波候。而我国的浙江、福建、广东和台湾沿海的波能也较为丰富，在工业经济发展上功不可没。

波浪能之所以能够发电是通过波浪能装置，将波浪能首先转换为机械能，再最终转换成电能。这一技术源自于20世纪80年代初，西方海洋大国利用新技术优势纷纷展开实验，但受客观条件和技术影响，所取得的效果效益有好有差。

3．海流能

简而言之，海流所存储的动能就是海流能。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。与波浪能相比，海流能的变化要平稳且有规律得多。海流能有着很大的开发价值。

海流能的利用方式主要是发电。1973年，美国研制出一种名为“科里奥利斯”的巨型海流发电装置。该装置为管道式水轮发电机。机组长l10米，管道口直径170米，安装在海面下30米处。在海流流速为2.3米/秒条件下，该装置获得8.3万千瓦的功率。此外，日本、加拿大也在大力研究试验海流发电技术。到目前为止，我国的海流发电研究也已经有样机进入中间试验阶段，发展前景不可限量。

相比陆地上的江河，利用海流发电要方便得多，它既不受洪水的威胁，又不受干旱的影响，几乎以常年不变的水量和一定的流速流动，为人类提供了可靠的能源。

利用海流发电，除了上面所说的类似江河电站管道导流的水轮机外，还有类似风车桨叶或风速计那样机械原理的装置。一种海流发电站，有许多转轮成串地安装在两个固定的浮体之间，在海流冲击下呈半环状张开，看上去很像花环，因此被称为花环式海流发电站，它是目前海流发电站的主要形式。

4．海洋温差能

海洋是一个巨大的吸热体，仔细观察不难发现，地球上的海洋除了南北的极地和部分浅海外，通常不会结冰，尤其是赤道附近的海域，海水表面温度几乎是恒温的，因此在描述海洋时人们都说它是温暖的。海洋深处的海水温度却很低，它一年四季温度只有摄氏几度，无论如何，太阳也没有办法把它晒热，这与海洋上层的温水比较，大约有20℃的温差。在热力学上，凡有温度差异都可用来作功，这就是我们所要讲的海洋温差能。

大多数情况下，海洋温差是指南纬25°至北纬32°之间海域中海水深层与表层的温度差。我国位于东半球，拥有较好的海洋温差条件，尤其是台湾附近海水温差更大，能够使人们得以很好地利用。

海洋温差能的主要功能就是利用温差发电。海洋温差发电主要采用两种循环系统，一种是开式，一种是闭式。在开式循环中，表层温海水在闪蒸蒸发器中，由于闪蒸而产生蒸汽，蒸汽进入汽轮机做功后流入凝汽器，由来自海洋深层的冷海水将其冷却。在闭式循环中，来自海洋表层的温海水先在热交换器内将热量传给丙烷、氨等低沸点工质，使之蒸发，产生的蒸汽推动汽轮机做功后再由冷海水冷却。在这个循环的过程中，可以不断地将海水的温差变成电力，由此使发电成为实现。

4．海洋盐差能

所谓盐差能，就是指海水与淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。这种能量主要存在于河流与海洋的交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能源中密度最大的一种可再生能源。海洋盐差能可以用来发电在很久以前已被人们认识到。

其发电原理主要是：当把两种浓度不同的盐溶液盛在一个容器中时，浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶中扩散，一直到两者浓度达到一致。所以，盐差能发电，就是利用两种含盐浓度不同的海水化学电位差能，并将其转换为有效电能。有学者在经过详细的计算后发现在17℃时，如果有1摩尔盐类从浓溶液中扩散到稀溶液中去，就会释放出5500焦的能量来。由此专家设想到：只要有大量浓度不同的溶液可供混合，就一定会有巨大的能量释放出来。经过进一步计算还发现，如果利用海洋盐分的浓度差来发电，它的能量可排在海洋波浪发电能量之后，但又要大于海洋中的潮汐能和海流能。

利用盐差能发电有多种方式，比如有渗透压式、蒸汽压式和机械一化学式等，其中渗透压式方案获得了人们最大的重视。将一层半渗透膜放在不同盐度的两种海水之间，通过这个膜会产生一个压力梯度，迫使水从盐度低的一侧渗透到盐度高的一侧，从而稀释高盐度的水，直到膜两侧水的盐度变成一致。此压力称为渗透压，它与海水的盐浓度及温度有着很大的关联。

据估算，地球上存在的可利用的盐差能达26亿千瓦，其能量甚至比温差能还要大。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。作为新型的能源，海洋能源已吸引了全世界越来越多人的兴趣。