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海鱼属于可再生能源吗

忧伤的朋友
淡淡的黑裤
2023-02-02 15:59:14

海鱼属于可再生能源吗

最佳答案
小巧的茉莉
悲凉的柚子
2025-07-18 16:26:14

可再生资源在较短时间内可以更新、再生或可以循环使用,但由于是人类活动不合理的开发和利用,也有枯竭的一天,故A错误;

海鱼属于可再生资源,故B错误;

海南琼海的渔民不是不喜欢大鱼,而是由于人类的过度的捕捞,没有大鱼,故C错误;

人类过度捕捞使使鱼类资源减少,故D正确.

故选:D.

最新回答
刻苦的枕头
坦率的溪流
2025-07-18 16:26:14

D分 析: 可再生资源如果处理不当,过度使用的话,也会导致资源的不可再生,所以可再生资源并不都是“取之不尽,用之不竭”的;海鱼属于生物资源的一种,属于可再生资源;海南琼海的大鱼少见,是由于过度的捕捞,导致渔业资源日益减少,甚至枯竭,故选D.考点: 本题考查我国渔业资源的有关知识.

欣喜的指甲油
怕孤单的棉花糖
2025-07-18 16:26:14
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。

紧张的抽屉
爱听歌的蜜粉
2025-07-18 16:26:14
海洋不仅辽阔广大、深不可测,而且极为富饶,是一个巨大的资源宝库。

海洋资源按成因分类,大致可以分为以下几种:

生物资源即生活在海洋中可被人们利用的动、植物资源,包括鱼、虾、贝、藻及其他各种野生海洋动、植物。

化石燃料资源主要指海洋石油和天然气、海底煤矿。这些都是埋藏在海底岩层中的碳氢化合物,可做燃料。通常认为它们是古生物遗体经地质变化生成的,所以被称为化石燃料资源。

深海矿物资源包括大洋锰结核、海底钴结壳和海底热液矿床等。它们都是分布在海底表层,在深海条件下自生成矿的多金属矿产资源。

海滨砂矿资源主要是指因海水流动而使金属或非金属固体矿物砂粒在海滨聚集而形成的次生矿床。包括砂、砾石及其他各种珍贵的金属、非金属砂矿资源。

海水化学资源海水、陆地水和大气中的水构成地球的水圈,是一个无限循环的系统。在地球水无限循环过程中,各种物质溶解并富集在海水中。现在已经从海水中检测出80多种元素,占地球上已知元素的80%左右。海水化学资源包括海水水资源、地下卤水资源(渗入地下贮藏起来的浓缩海水)和其他海水化学物质资源(盐、溴、碘、氯化镁、氯化钾、铀、重水和其他可提取的稀有化学元素等)等。

海洋能源因海水运动和态势而形成的可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等。

海洋空间资源指可以利用的各种海洋空间,例如:港湾、航道、滩涂、湿地和退海荒地等。海洋风景旅游地和可用于科学研究、实验的场地等,也可列入海洋空间资源。据估计,地球上80%的生物资源在海洋中。有人计算过,在不破坏生态平衡的条件下,海洋每年可提供30亿吨水产品,能够养活300亿人口。在海洋水产品中,人们吃的最多的是鱼类。全世界有鱼类2万多种,中国海域约有2000种。世界渔场大都分布在大陆架。

海洋也像陆地一样,有肥美丰产的地方,也有贫瘠荒凉的不毛之地。全世界海洋渔获量的97%是在只占全球海洋面积7%的大陆架海域捕捞的。盛产鱼的海域称为渔场。世界最著名的四大渔场是:北太平洋渔场、东北大西洋渔场、西北大西洋渔场和秘鲁沿海(东太平洋)渔场。这些渔场中出产的主要经济鱼种有鲱鱼(青鱼)、鳕鱼(明太鱼)、鲭鱼(鲅鱼、马鲛鱼)、大马哈鱼(鲑鱼)、鲽鱼(比目鱼)、金枪鱼、沙丁鱼、乌贼(鱿鱼)、虾、蟹和鲸等。中国沿海,东非、西非沿海,澳大利亚以东的太平洋和以西的印度洋海域也是世界上著名的渔场。南极海域则是磷虾资源丰富的海域和大型海洋哺乳动物鲸的出没之地。

我国东、南两面为海洋环绕。我国沿海自北向南划分为渤海、黄海、东海和南海四个海区,跨越温带、暖温带、亚热带和热带四个气候带。我国近海大陆架宽广,有长江、黄河、珠江和辽河等大小5000多个河流汇入。发源于台湾东南赤道海域的暖流,即著名的”黑潮“,自南向北流经我国海域,与北方的沿岸寒流相交汇。这样优越的自然条件造就我国近海的渔场富饶多产。我国近海渔场面积150万平方千米,主要渔场有黄渤海渔场、吕泗渔场、大沙渔场、舟山渔场、南海沿岸渔场、东沙渔场、北部湾渔场、中沙渔场、西沙渔场和南沙渔场等。其中的黄渤海渔场、舟山渔场、南海沿岸渔场和北部湾渔场由于产量高,被称为中国的四大渔场。

我国近海渔场有鱼类1700多种。主要经济鱼类有70多种,包括大黄鱼、小黄鱼、带鱼、鲐鱼、鲳鱼、鳓鱼、纳鱼、马鲛鱼、青鱼、鳗鱼、马面钝、蝶鱼、石斑鱼、金枪鱼以及墨鱼(乌贼)、对虾、毛虾、梭子蟹和海蜇等。其中大黄鱼、小黄鱼、带鱼和墨鱼是我国人民喜欢食用而且产量较大的海洋水产品,被称为”中国四大海产“。

娇气的芹菜
虚心的网络
2025-07-18 16:26:14
海洋资源的开发利用与海洋环境

海洋资源类型

海洋中有丰富的资源。在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下,开发利用海洋中丰富的资源,已是历史发展的必然趋势。目前,人类开发利用的海洋资源,主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。

海水可以直接作为工业冷却水源,也是取之不尽的淡化水源。发展海水淡化技术,向海洋要淡水,是解决世界淡水不足问题的重要途径之一。

海水中已发现的化学元素有80多种。目前,海洋化学资源开发达到工业规模的有食盐、镁、溴、淡水等。随着科学技术的发展,丰富的海洋化学资源,将广泛地造福于人类。

海洋中有20多万种生物,其中动物18万种,包括16000多种鱼类。在远古时代,人类就已开始捕捞和采集海产品。现在,人类的海洋捕捞活动已从近海扩展到世界各个海域。渔具、渔船、探鱼技术的改进,大大提高了人类的海洋捕捞能力。海洋中由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源,除了直接捕捞供食用和药用外,通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。

在大陆架浅海海底,埋藏着丰富的石油、天然气以及煤、硫、磷等矿产资源。在近岸带的滨海砂矿中,富集着砂、贝壳等建筑材料和金属矿产。在多数海盆中,广泛分布着深海锰结核,它们是未来可利用的潜力最大的金属矿产资源(图3.14《深海锰结核》)。

海水运动中蕴藏着巨大的能量,它们属于可再生能源,而且没有污染。但是,这些能量密度很小,要开发利用它们,必须采用特殊的能量转换装置。现在,具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电,但是工程投资较大,效益也不高。

海洋渔业生产

海洋渔业资源主要集中在沿海大陆架海域,也就是从海岸延伸到水下大约200米深的大陆海底部分。这里阳光集中,生物光合作用强,入海河流带来丰富的营养盐类,因而浮游生物繁盛(图3.15《大陆架剖面示意》)。这些浮游生物是鱼类的饵料,它们在海洋中分布很不均匀,一般在温带海区比较多。

温带地区季节变化显著,冬季表层海水和底部海水发生交换时,上泛的底部海水含有丰富的营养盐类,这些营养盐类来自海洋中腐烂的生物遗体。暖流和寒流交汇处或有冷海水上泛的地方,饵料比较丰富。这些地方通常是渔场所在地(图3.16《世界主要渔业地区的分布》)。因此,尽管大陆架水域只占海洋总面积的7.5%,渔获量却占世界海洋总渔获量的90%以上。

世界主要渔业国都分布在温带地区,这些温带国家鱼产品消费量高,市场需求大。中国和日本是世界海洋渔获量较多的国家。中国在充分利用近海渔场(图3.17《舟山渔场的沈家门渔港》)和浅海滩涂大力发展海洋捕捞和海水增养殖业的同时,远洋捕捞也获得了较大的发展。日本可耕地有限,人口密度高,因此海洋水产品在食品结构中比重较大。

海洋油、气开发

海底油气的开发,开始于20世纪初。它的发展经历了从近海到远海、从浅海到深海的过程。受技术条件的限制,最初只能开采从海岸直接向浅海延伸的油气矿藏。80年代以来,在能源危机和技术进步的刺激下,近海石油勘探与开发飞速发展,海洋石油开发迅速向大陆架挺进,逐渐形成了崭新的近海石油工业部门。

地质学家和地球物理学家通常利用地震波方法来寻找海底油气矿藏,然后通过海上钻井来估计矿藏类型与分布,分析是否具有商业开发价值。

海上钻井平台(图3.18《海上钻井平台》)是实施海底油气勘探和开采的工作基地,它标志着海底油气开发技术的水平。工作人员和物资在平台和陆地间的运输一般通过直升机完成。油气田离炼油厂一般都较远,油气要经过装油站通过船舶运到目的地,或直接由海底管道输送至海岸。

海底石油和天然气的勘探、开采是一项高投资、高技术难度、高风险的工程,国际合作和工程招标是可行方式之一。

海洋空间利用

世界人口迅速增长,使陆地空间显得越来越拥挤,海洋空间的开发利用问题越来越令人关注。海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分,随着人类逐步向海洋挺进,海洋将成为人类活动的广阔空间(图3.19未来海洋空间利用示意)。

海洋环境不同于陆地,它的环境和生态条件有其复杂性和特殊性。人类活动在近海和海洋表面,要抗御多变的海洋气象状况和海水的运动;深海活动要能适应黑暗、高压、低温、缺氧的环境;海水的腐蚀性强,海冰的破坏性大,对工程设备材料和结构有严格的要求。因此,海洋空间资源开发对科学技术和资金投入的依赖性大、技术难度高、风险大。

海洋空间利用已从传统的交通运输,扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。交通运输方面包括海港码头、海上船舶、航海运河、海底隧道、海上桥梁、海上机场、海底管道等。生产空间有海上电站、工业人工岛、海上石油城、围海造地、海洋牧场等。通信和电力输送空间主要是海底电缆。储藏空间方面,有海底货场、海底仓库、海上油库、海洋废物处理场等。文化娱乐设施空间包括海洋公园、海滨浴场和海上运动区等。

海洋运输和港口建设

海洋曾经是人类从事交通运输的天然屏障。长期以来,人类一直在努力将海洋屏障变为海上坦途。最初,人们利用人力、风力或洋流作为动力,驾驶木船在近海活动。随着欧洲人到达美洲大陆,世界海洋航运由近海转向远洋。之后,世界大洋重要的航道陆续开辟。20世纪初,开辟了通往南极和北极的航道,巴拿马运河和苏伊士运河相继开通。现在,人类已经能够将船舶驶人世界任何海域(图3.20世界主要海运路线)。

20世纪60年代,世界石油生产和运输增长,大型油轮得到发展。集装箱船的兴起,带来了海洋货物运输的革命。今天,穿梭在辽阔海洋上的是百万吨级的大型集装箱货轮和巨型油轮。这些船舶不仅拥有无线电导航和全球定位技术等现代化仪器设备,还可以选择最佳航线服务,以节省能源和航时,减少危险。

沿海港口是海洋运输船舶停泊、中转和装卸货物的场所,也是人们开发利用海洋空间的主要场所。港口一般有一个服务区域,即腹地,该区域的商品和货物通过这个港口向外扩散。为了完成运输任务,港口要有配套的设施,如码头、装卸设备等,还要有高效率的运作服务。在港口发展过程中,受内外因素的影响,港口的规模、服务功能和范围可能有所变化。例如,某些国家的政府为吸引船舶来本国港口中转,对港口实行特殊政策,将港口辟为自由贸易区、自由港等,不需或很少缴纳费用。

荷兰的鹿特丹很早就是世界贸易的中心。之后,鹿特丹港又通过开凿连通北海的运河,改善水运条件而持续发展。鹿特丹利用中转散装货物的机能,发展了农、矿产品加工业和造船工业(图3.21鹿特丹港口的土地利用)。中继贸易也带动了腹地近代工业的迅速发展。第二次世界大战以后,西欧各国经济复兴,鹿特丹成为欧洲联盟的大门,港湾和航空设施得到完善,港口的中转机能更加突出。现在,鹿特丹是世界最大的港口之一,腹地覆盖了欧盟的半数国家。

围海造陆

沿海地区人地矛盾激化,使人们将眼光投向大海。荷兰人从13世纪就开始围海造陆,目前,荷兰有 1/5的国土是从海中围起来的。围海造陆是缓解人多地少矛盾的重要途径,但是它需要经过充分的科学论证,特别是做好以水利工程为中心的配套建设。

在近岸浅海水域用砂石、泥土和废料建造陆地,通过海堤、栈桥或者海底隧道与海岸连接,这种新建陆地称为人工岛。世界上一些沿海发达国家如日本、美国、法国、荷兰等都已建造了人工岛。其中以海上城市(图3.22日本神户人工岛)的规模最大、功能最齐全。兴建海上城市,工程和费用巨大,需要以强大的国力作基础。

澳门人多地少,有限的土地不足以满足发展居住、绿化、交通、工业、商业等的建设需要。澳门沿岸有许多淤积成的浅滩,有的在落潮时能露出水面,澳门人将它们视为良好的后备土地资源。 100多年来,澳门人利用填海造陆的办法使土地面积扩大了1倍(表3.2澳门历年土地面积的变化和图3.23澳门历年填海范围)。

海洋环境保护

海洋环境问题包括两个方面:一是海洋污染,即污染物进入海洋,超过海洋的自净能力;二是海洋生态破坏,即在各种人为因素和自然因素的影响下,海洋生态环境遭到破坏。

(一)海洋污染

海洋污染物绝大部分于陆地上的生产过程。海岸活动,例如倾倒废物和港口工程建设等,也向沿岸海域排入污染物。污染物进入海洋,污染海洋环境,危害海洋生物,甚至危及人类的健康。

工业生产过程中排出的废弃物是海洋污染物的主要来源,它们集中在大型港口和工业城市附近。1953-1970年,日本九州岛水俣湾发生的汞污染事件,就是因为工厂在生产有机产品过程中,排出含汞废物。这些有害物质流入海洋后,逐渐在鱼和贝类体内富集。最后导致100多人严重中毒,并先后死亡。

核电站和工厂排出的冷却水,水温较高,流入河口或海中时,往往给海洋生物带来影响。施入农田的杀虫剂随雨水流进河流,或者随土壤颗粒在河口附近淤积,最终进入海洋。偶发性的海上石油平台和油轮事故,引起石油渗漏和溢出,造成海洋污染。

(二)海洋生态破坏

除海洋污染外,人类的生产活动,例如工程建设和渔业生(围垦和滥捕等),以及自然环境的变化,例如全球变暖和海平面上升,都会使海洋生态环境遭到破坏和改变。人类对某些海洋生物的过度捕捞,导致海洋生物资源数量减少,质量降低,也使部分物种濒临灭绝。有些海岸工程建设和围海造田缺乏科学论证,破坏了海岸环境和海岸带生态系统。目前,海洋开发活动还缺乏综合的、长远的规划、综合效益比较差。

石油污染和监测防治

沿海工业生产和海运航线上的船舶,是石油污染的主要来源。因此,石油污染区域集中于沿海水域和海上航道沿线。由意外事故造成的石油泄漏,因为污染迹象明显,污染物集中,危害严重,因而倍受公众的关注,也是目前治理污染的重点。

为减少意外事故的发生,很多国家在试验新的原油装载方法。有些国家配备了除污船,用来清除港口水面垃圾和污油。

海洋权益和《联合国海洋法公约》

20世纪60年代以来,出现了世界性的开发海洋热潮。海洋科学和技术迅猛发展,成为当代新技术革命的重要领域之一。为适应国际海洋开发、保护和管理的新形势,国际社会经过20多年的努力,通过了《联合国海洋法公约》,并于1994年11月16日正式生效。海洋法公约的诞生,使国际海洋法律制度发生了重大变革。例如,长期争执不休的领海宽度问题得到了解决;国际海底及其资源确立为人类的共同继承财产。

根据《联合国海洋法公约》,全球144个沿海国家除拥有12海里领海权外,其管辖海域面积可外延到200海里,作为该国的专属经济区,享有勘探、开发、利用、保护、管理海床上覆水域及底土自然资源的主权。我国管辖海域面积为473万平方千米,约相当于我国陆地面积的二分之一,因此,加强海洋综合管理显得日益重要。

《联合国海洋法公约》的诞生,为建立国际法律新秩序迈出了重要一步。但是,因为《联合国海洋法公约》要兼顾各个国家的利益和要求,还有许多不完善和不明确之处。因此,在实施过程中,必然会产生一些新的矛盾和问题。例如,在封闭和半封闭的海域,周边国家主张的200海里专属经济区就有可能存在着重叠,还有一些岛屿主权争议和渔业资源分配等问题,这些都有可能成为相邻国家关系紧张,甚至引发国际冲突的新的因素。因此,相邻国家间管辖海域划界和海洋权益,要求有关国家本着友好协商的精神,予以公平合理的解决。

殷勤的丝袜
忧虑的枫叶
2025-07-18 16:26:14
风能则是一种能量密度极低,并且受天候影响较大,分布不均的新能源。数千年前,人类便利用风车(一类阻力式风力机)来利用风能这一自然能源,但是由于风能能量密度较低等一系列缺陷,在数千年的历史长河中,风能的利用相对受重视程度较低,技术发展缓慢。风力发电机组自身的转换效率也是十分有限。

紧张的早晨
狂野的凉面
2025-07-18 16:26:14
最典型的,铀

此外还有可燃冰,深海石油,大陆架煤炭,等等都是目前无法开发利用的

海洋资源开发

海洋石油和天然气开发

石油和天然气资源 据1995年的估计世界近海已探明的石油资源储量为379亿吨,天然气的储量为39万亿立方米。据不完全统计,海底蕴藏的油气资源储量约占全球油气储量的1/3。预计在本世纪,海底油气开发将从浅海大陆架延伸到千米水深的海区。

世界海洋石油的绝大部分存在与大陆架上。据测算,全世界大陆架面积约为3000万平方公里,占世界海洋面积的8%。关于海洋石油的储藏量,由于勘探资料和计算方法的限制,得出的结论也各不相同。法国石油研究机构的一项估计是:全球石油资源的极限储量为10000亿吨,可采储量为3000亿吨。其中海洋石油储量约占45%,即可采储量为1350亿吨。

半坐底式平台(用于深水开采)

波斯湾大陆架石油产量较早进入大规模开采,连同附近陆地上的海洋石油产量,供应了战后世界石油需求的一半以上。欧洲西北部的北海是仅次于波斯湾的第二大海洋石油产区。美国、墨西哥之间的墨西哥湾,中国近海,包括南沙群岛海底,都是世界公认的海洋石油最丰富的区域。

在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上困难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术,如平台技术、钻井技术和油气输送技术等。

工作平台有固定式平台和移动式钻井平台,移动式钻井平台克服了固定式平台建、柴禾不能重复使用的缺点,并大大增加了工作深度。移动式海洋石油钻井设备拥有自己的浮力结构,可以有拖船拖着移动。有的还拥有自己的动力设备,可以自航。移动式海洋钻井设备包括:座底式平台、自升式平台、半潜式平台和钻井船。其中半潜式平台是目前适合于较深水域作业的先进平台,它既能克服钻井船的不稳定性又能在较深水域中作业。

为向深水石油开发进军,研究稳定有廉价的深水平台和深水重力平台。张力推平台用绷紧的钢索系留,工作水深刻达600--900米。后两种平台都是从海底直立到海面的固定平台,其特点主要是采用缩小横断面等技术,降低造价,其工作深度可达500--600米。

海洋生物资源开发

中国海域的生物种类丰富多样,已有描述记录的物种达2万多种。海产鱼类1500种以上,产量较大的有200多种。渔场面积280万平方公里,水产品年产量达2800多万吨,居世界首位。

我国海洋生物的物种较淡水多得多,有记录的3802种鱼类,海洋就占3014种。此外,我国还拥有红树林、珊瑚礁、上升流、河口海湾、海岛等各种海洋高生产力的生态系统,对各类海洋生物的繁殖和生长极为有利。

经济学家预言:21世纪将是海洋的世纪。“海洋水产生产农牧化”、“蓝色革命计划”和“海水农业”构成未来海洋农业发展的主要方向。

海洋水产生产农牧化

就是通过人为干涉,改造海洋环境,以创造经济生物生长发育所需的良好环境条件,同时也对生物本身进行必要的改造,以提高它们的质量和产量。具体就是建立育苗厂、养殖场、增殖站,进行人工育苗、养殖、增殖和放流,使海洋成为鱼、虾、贝、藻的农牧场。中国目前已是世界第一海水养殖大国。随着海洋生物技术在育种、育苗、病害防治和产品开发方面的进一步发展,海水养殖业在21世纪将向高技术产业转化。

蓝色革命计划

是着眼于大洋深处海水的利用。在大洋深处,深层水温只有8℃~9℃,氮和磷是表层海水的200倍和15倍,极富营养。将深层水抽上来,遇到充足的阳光,就会形成一个产量倍增的新的人工生态系统。温差可以用来发电或直接用于农业生产。美国和日本已经在进行这种人工上升流试验,认为将引发一场海水养殖的革命,所以称为“蓝色革命”。

海水农业

是指直接用海水灌溉农作物,开发沿岸带的盐碱地、沙漠和荒地。“蓝色革命计划”是把海水养殖业由近海向大洋扩展。“海水农业”则是要迫使陆地植物“下海”,这是与以淡水和土壤为基础的陆地农业的根本区别。人类为了获得耐海水的植物正在进行艰苦的探索,除了采用筛选、杂交育种外,还采用了细胞工程和基因工程育种。这些研究仍在继续,目前采用品种筛选和杂交等传统方法已经获得了可以用海水灌溉的小麦、大麦和西红柿等。

海水资源开发

沿海工业用海水在发达国家已达90%以上,如果我国也能大力推广海水利用,是可以大大缓解滨海城市缺水问题的。

海水直接利用

海水直接利用的方面多,用水量大,在缓解沿海城市缺水中占有重要地位。在发达国家,海水冷却广泛用在沿海电力、冶金、化工、石油、煤炭、建材、纺织、船舶、食品、医药等工业领域。日本和欧洲每年都约3000亿立方米,目前,我国仅100多亿立方米。如果积极把海水在工业中作冷却水、冲洗水、稀释水等以及居民的冲厕用水(约占居民生活用水的35%)发展起来,对缓解沿海城市缺水问题,将起重大作用。

海水直接利用的技术包括:海水直流冷却技术,已有80年应用史,是目前工业应用的主流;海水循环冷却技术,我国尚处研究阶段;海水冲洗等技术等。与海水直接利用的有关重要技术,还包括耐腐蚀材料,防腐涂层,阴极保护,防生物附着,防漏渗,杀菌,冷却塔技术等。

海水淡化

海水淡化技术,经半个多世纪的发展,其技术已经成熟。主要的淡化方法有:

多级闪蒸(MSF)。单机容量可达4.5-5.7万m3/d。运行温度、造水比和级数分别在120℃、10和40级。多级闪蒸除了消耗一定的加热蒸汽外,要消耗电能4~5kWh/m3淡水,用于海水的循环和流体的输送。

低温多效(LT-MDE)技术是在多效基础上,于1975年发展起来的,近10年有较大发展。单台装置每天可产淡水20000立方米。蒸发温度低于800度,效数一般在12效左右。造水比大于10。低温多效除了要消耗的加热蒸汽外,要耗电能1.8kWh/m3用于流体输送。

反渗透(SWRO)RO角膜和组件技术已相当成熟,组件脱盐率可达99.5%,能耗在3~4kWh/m3淡水。SWRO技术设备投资少、能耗低、效益高、工艺成熟,已有30年的经验积累,竞争力最强。

最近,日本辛德莱拉依特公司开发出一种低成本、高效率的海水淡化新装置。其外表是一个不锈钢制多孔圆筒,里面装有一个由1000枚外径156毫米、内径136毫米不锈钢片摞成的管。这支管经缓慢拧曲,内外会因不锈钢片位移而形成凸凹不平的层次,层次间出现纳米级空隙。使用时,首先将海水放入结晶装置中,再施加高频电压进行“加工”。几十秒钟后,海水中钠离子和氯离子会发生化合而形成细微食盐晶体,并逐渐增长为1微米左右的粒子。这些粒子凝聚后,可形成直径为几微米、容易被过滤掉的盐粒。然后,把这种海水放进上述不锈钢圆筒的容器中,施加一定压强,盐粒就会被挡在管外,其余受压而浸入拧曲管内的水便是要得到的淡水,其盐分浓度为0.067%左右,氯化镁等矿物质含量是正常海水的一半,成为理想的饮用水。

新型装置效率是浸透膜方法的3倍,海水利用程度高达95%,所需电费和维修费都很低。该公司已经制造出每分钟可生产200升淡水的大型装置。

世界海水淡化的日产量已经达到2700万吨,并且还在以10%~30%的速度攀升。目前海水淡化的国际市场容量已经达到20多亿美元,主要由美、日等强国瓜分,未来20年有近700亿美元,市场潜力巨大。在多次国际海水淡化会议上,第三世界国家的代表迫切希望中国的海水淡化技术能够进入国际市场,打破目前的垄断格局。

与核能等新能源结合是海水淡化降低成本走向大型化的趋势。中国核工业总公司已经掌握了低品位核燃料的高效利用新技术。据测算如果把世界上废弃的低品位核燃料全部利用,可建立300余座20万千瓦的低温核供热堆(中国现有废料可建10座)。这些热量全部用于海水淡化,每天可生产2400万立方米的优质淡化水,供养的人口超过2亿。核能技术与海水淡化的结合除了要求核技术本身是成熟的之外,还需要成熟的先进蒸馏法海水淡化技术与之配套,更能显示其技术经济优势。海水淡化技术与中国的核工业捆绑进入国际市场,形成核能海水淡化产业,可实现和平利用核能为人类造福。如果中国能占领1/5的核能淡化市场,可实现核供热设备销售产值150亿元,海水淡化设备销售产值480亿元,形成我国有自主知识产权、国际竞争能力的优势产业。

海水淡化在推进海水利用中地位重要。沿海工业利用淡化海水虽然量少,但是性质重要,目前全国的海水淡化,每年就能节省约400万立方米陆地水,对保证沿海工业生产的需要和居民生活用水发挥了重大作用。目前海水淡化成本一般4至5元,如果热电水联产海水淡化成本可降到4元以下,如果再发展海水综合利用,把浓缩海水用来提取化学元素,其淡化成本还要降低。目前海水淡化的成本已为岛屿用淡水和沿海发电厂用淡水和纯水所接受。

海水化学物质提取利用

海水中化学物质提取是有无限前景的新兴产业。溶解于海水的3.5%的矿物质是自然界给人类的巨大财富。不少发达国家已在这方面获取了很大利益。我国对海水化学元素的提取,目前形成规模的有钾、镁、溴、氯、钠、硫酸盐等。但除氯化钠是从海水中直接提取的以外,其他元素仅限于从地下卤水和盐田苦卤的提取,而且,资源综合利用工艺流程落后,产品质量与国际有一定差距,急需技术更新和设备改造。我国是世界海盐第一生产大国,年产量近2000万吨;目前,我国还处在盐碱工业向海洋化工工业的过渡阶段,经过“八五”、“九五”技术攻关,直接从海水中提取化学物质的产业正在我国逐步形成。全球数量巨大的海水,其体积为13.7亿立方公里,约137亿亿吨。海水本身就是一座资源宝库,海水中溶解有80多种金属和非金属元素。通常把海水中的元素分为两类:每升海水中含有1毫克以上的元素叫常量元素;含量在1毫克以下的元素称为微量元素。海水中微量元素有60多种,如锂(Li)有2500亿吨,它是热核反应中的重要材料之一,也是制造特种合金的原料;铷(Rb)有1800亿吨,它可以制造光电池和真空管;碘(I)有800亿吨,它可以用于医药,常用的碘酒就是用碘制成的。

综合开发海水技术

与发达国家比,我国综合提取利用技术差距较大,但是自90年代以来有很大发展,从传统的苦卤化工“老四样”(氯化钾、氯化镁、硫酸钠和溴),已经发展到现在的近百个品种。

还可以加大力度发展的项目有:发展提溴新技术,以提高现有地上卤水资源的溴利用率,提高溴质量,减少能耗,降低成本,积极发展高效溴化剂和新型阻燃剂等;积极发展“无机离子交换法海水、卤水提钾技术”,这项技术的成功,可以改造老盐化工企业,并能弥补我国陆地钾资源的不足;积极发展高技术含量、高附加值的镁新产品;加强海水提铀技术的研究开发;加强直接从海水提取其他化学物质的研究和开发,以及水、电、热联产与海水综合利用的结合。

海洋能源

海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热能等8种。这些能量是蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源,属新能源范畴。所谓“可再生”是指它们可以不断得到补充,永不会枯竭,不像煤、石油等非再生能源,储量有限,开采一点就少一点。人们可以把这些海洋能以各种手段转换成电能、机械能或其他形式的能,供人类使用。海洋能绝大部分来源于太阳辐射能,较小部分来源于天体(主要是月球、太阳)与地球相对运动中的万有引力。蕴藏于海水中的海洋能是十分巨大的,其理论储量是目前全世界各国每年耗能量的几百倍甚至几千倍。

法国郎斯潮汐电站示意图

花环式海流发电站示意图

海洋能具有一些特点。第一,它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。第二,它具有可再生性。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。第三,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。第四,海洋能属于清洁能源,也就是海洋能一旦开发后,其本身对环境污染影响很小。

各种海洋能的蕴藏量是巨大的,据估计有750多亿千瓦,其中波浪能700亿千瓦,温度差能20亿千瓦,海流能10亿千瓦,盐度差能10亿千瓦。从各国的情况看,潮汐发电技术比较成熟。利用波能、盐度差能、温度差能等海洋能进行发电还不成熟,目前正处于研究试验阶段。这些海洋能至今没被利用的原因主要有两方面:第一,经济效益差,成本高。第二,一些技术问题还没有过关。

核能 能够发生裂变反应的最佳物质是铀,能够发生聚变反应的最佳物质是氘。这两种物质的绝大部分赋存在海水里。

铀是高能量的核燃料,1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地上铀矿的分布极不均匀,并非所有国家都拥有铀矿,全世界的铀矿总储量也不过2×10 6吨左右。但是,在巨大的海水水体中,含有丰富的铀矿资源,总量超过4×109吨,约相当于陆地总储量的2000倍。

吸附法海水提铀示意图

海水提铀的方法很多,目前最为有效的是吸附法。氢氧化钛有吸附铀的性能。利用这一类吸附剂做成吸附器就能够进行海水提铀。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂,一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来,所含的裂变能相当于l×1016吨优质煤,比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。

重水也是原子能反应堆的减速剂和传热介质,也是制造氢弹的原料,海水中含有2×1014吨重水,氘是氢的同位素。氘的原子核除包含一个质子外,比氢多了一个中子。氘的化学性质与氢一样,但是一个氘原子比一个氢原子重一倍,所以叫做“重氢”。氢二氧一化合成水,重氢和氧化合成的水叫做“重水”。如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决,从海水中大规模提取重水一旦实现,海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。蕴藏在海水中的氘有50亿吨,足够人类用上千万亿年。实际上就是说,人类持续发展的能源问题一劳永逸地解决了。

超帅的电源
爱听歌的心情
2025-07-18 16:26:14
有的鱼为了生存,用放电的方法摄食或御敌。迄今世界上发现三种能发电的鱼:一种是电鲶,产于非洲河里,能发出高达350伏的电压;另一种是电鳗,产于美洲海洋中,其放电瞬间电压可高达886伏;再有一种是电鳐,产于大西洋,其发电电压只有50~80伏,但电流可至50安培,如取电压60伏计之,其发电功率可达3千瓦,有如一部小型发电机。

电鱼发电奥妙何在?原来电鱼都具有一套类似于我们常见的蓄电池结构的发电器官,它是由肌肉细胞演变而成的。这些犹如蜂窝状的发电器官是由许多块“电扳”所组成。一般电鱼体中的“电板”为扁平状,厚度只有7~10微米,直径可至4~8毫米。“电板”分为两面:一面较为光滑,直接与神经系统相连;另一面则凹凸不平,无神经。“电板”和原来的肌肉细胞一样,具有膜外带正电,膜内带负电的静息电位。一旦神经系统传来一个指令信号时,“电板”的一面产生急转电势,而另一面不受神经控制,仍是原来的静息电位状态。由此,“电板”两面的电荷出现了不对称,因而产生了电流。

科学家已经探明,电鳐的发电器官大约由1000块“电板”串联成一个柱状体,又由2000个这样的柱状体并联起来,总数达200万块,所以它的发电功率很大。电鲶与电鳗的“电板”还要多,在500万块以上,所以它们能发出高压电。

有趣的是,电鳐、电鲶、电鳗发电器官装置部位,及其发射电流的部位都是不同的。电鳐的发电器官在头部与胸鳍间,发电时电流从腹部流向背部,以其后背电击敌人;电鲶的发电器官则分布在占身体三分之一的皮层下,发电时电流从头部流向尾部,以尾炮痛击来敌;电鳗的发电器官在身躯两侧,从胸鳍开始,一直延伸到尾部,发电时其电流从后部流向头部,则以正面相击迎敌。

 

饱满的蜜蜂
敏感的含羞草
2025-07-18 16:26:14
我国东部沿海中拥有丰富的海洋生物,四个海域中都有丰富的鱼类,其中东海,因处在寒暖流交江处,又有长江从陆地上带来丰富的饵料,使得东海附近成了我国最大的渔场,被称为“天然鱼仓”世界最大单机容量潮流能发电机组“奋进号”在浙江舟山秀山岛成功下海。该机组经试运行一个月后将并入国家电网,届时其装机容量将达3.3兆瓦,连续运行时间和发电量均居世界前列。潮流能具有储量巨大、清洁无污染、不占用陆地等优势,其发电机组可抵抗16级台风和4米巨浪,因此被誉为“蓝色油田”,是理想的可再生能源。素有"天然鱼仓"之称的地方是东海。舟山渔场是我国最大的近海渔场,位于我国的东海海域内。东海县位于江苏省东北部,连云港市下辖县,地处北纬34°11′~34°44′,东经18°23′~119°10′。北与山东省临沭县交界,南与沭阳县为邻,西与新沂市相连,东与连云港市新浦区、海州区接壤,西北达马陵山与山东省郯城县分界,东北沿新沭河与赣榆县相望,东海县总面积2037平方公里。

俏皮的手机
冷艳的百合
2025-07-18 16:26:14

中国是一个发展中的海洋大国,有着18000公里的大陆岸线、14000公里的岛屿岸线,6500多个500平方米以上的岛屿和近300万平方公里的主张管辖海域。

据国土资源部统计,“十一五”期间,中国海洋经济年均增长13.5%,持续高于同期国民经济增速。2011年,中国海洋生产总值达到4.557万亿元,与“十一五”期初(2006年的2.1592万亿元)相比翻了一番多;海洋生产总值占国内生产总值和沿海地区生产总值的比重分别为9.7%和15.9%;涉海就业人员3420万人。海洋经济已经成为拉动国民经济发展、构建开放型经济的有力引擎。

数据显示,海洋经济业已成为带动中国东部沿海地区率先发展的强有力支撑,特别是进入“十二五”以来,海洋经济继续保持良好发展势头。辽宁沿海经济带、河北曹妃甸工业区、天津滨海新区、山东半岛蓝色经济区、上海浦东新区、浙江海洋经济发展示范区、江苏沿海地区、福建海峡西岸经济区、广东海洋经济综合开发试验区、广西北部湾经济区和海南国际旅游岛等沿海区域开发布局的形成,更使海洋经济的发展如虎添翼,方兴未艾。

中国海洋传统产业不断提升。海运能力不断提高,超过亿吨的港口20个,货物吞吐量连续7年保持世界第一;海洋油气生产跨入大国行列,2010年海洋油气产量首次超过5000万吨油当量,这相当于一个“海上大庆”;造船能力全面提升,2011年造船工业的造船完工量、手持订单量、新承接订单量位居世界第一,船舶出口覆盖全球169个国家和地区;海水工厂化养殖和远洋渔业捕捞能力显著提升,海洋水产品加工和出口能力不断提高。

海洋新兴产业快速起步,正在成为“十二五”中国海洋经济乃至中国经济转型的最大看点。目前中国海上风能发电技术进入商业化运行阶段,潮流能、波浪能发电技术进入示范运行阶段;海水提钾、溴、镁技术进入工业化试验阶段。以海洋高技术为支撑的海洋战略性新兴产业快速发展,年均增速超过20%。2011年,海水利用业增加值近10亿元,与“十一五”期初相比翻了一番;海洋可再生能源业增加值近49亿元,是“十一五”期初的10倍多。同时邮轮、游艇、休闲渔业、海洋文化、涉海金融及航运服务业等一批新型服务业态加快发展。

2008年,我国主要海洋产业总体保持较快增长,实现增加值12243亿元,比上年增长10.4%。

——海洋矿业。2008年,我国继续加强对海砂开采的管理力度,非金属矿的开采得到有效控制,金属矿业的生产规模不断扩大,海洋矿业产业结构进一步优化。全年实现增加值9亿元,比上年增长21.3%。

——海洋盐业。2008年,海洋盐业生产努力克服年初低温雨雪冰冻灾害以及生产成本上涨带来的影响,生产经营继续保持稳定的发展态势。全年实现增加值59亿元,比上年增长11.2%。

——海洋渔业。2008年,各沿海地区控制渔业捕捞强度,大力调整海洋渔业产业结构,海洋渔业平稳发展,全年实现增加值2216亿元,比上年增加3.3%。山东省海洋渔业增加值占全国海洋渔业增加值的33.8%,继续保持全国首位。

——海洋油气业。2008年,受国际油价大幅波动影响,海洋油气业产值上半年增长较快,下半年增幅回落。全年实现增加值874亿元,比上年减少1.1%。

波浪能发电原理示意图

距离澳大利亚西部澳大利亚州首府珀斯海岸线数千公里远,隐藏在海波之下,也在监视船只的视野之外的地方,有三个巨大的浮标很快会开始工作,通过捕获海洋能来发电。这些橘色的浮标宽11米、高5米,看起来有点像巨大的南瓜。每当海波经过,这些被绳子拴住的浮标就会驱动海底的水力泵,将海洋的运动能转变成720千瓦的电能,为附近的海军基地供电。

这些浮标由澳大利亚卡内基波能研究所研制而成,这是人们从海洋捕获能量的最新尝试,这些浮标将于今年6月“上岗”运行。研究人员表示,这个具有开创性的海洋能捕获计划可能会产生巨大的反响,带动海洋能产业的快速发展,但该领域的有些资深人士对其持谨慎乐观的态度。

前景光明但道路曲折

从理论上来说,海洋中蕴含的能量足以满足全球的电力需求,而且不会产生任何污染。另外,与风能或太阳能技术相比,尽管海洋能发电技术要落后十几年,但其具有独特的优势:能量密度高,波浪能的能量密度是风能的4到30倍;与太阳能相比,海洋能不受天气的影响,更加稳定可靠。此外,海洋能也拥有地理上的优势:全球有大约44%的人生活在距离海岸线150公里内。尽管潜在的环境影响还有待进一步调查,但许多研究者认为,海洋能是比风能更理想的能量来源。

据国外媒体报道,2012年8月,澳大利亚澳洲联邦科工组织发表报告称,到2050年,利用海浪发电将能提供11%的澳大利亚全国用电量,可以满足像墨尔本一样大小的城市用电需求,可能受益于海浪发电的地区包括澳大利亚州第4大城市珀斯、澳大利亚南部海岸以及东部海岸的一部分地区。不过,该报告同时也指出,经济、技术、环境和社会方面等因素也会影响海浪发电在澳大利亚未来整个能源构成中所占的比例。

尽管如此,利用海洋能发电这个研究领域一直进展缓慢:迄今为止,所有已经研制出的庞大设备当中,还没有一台设备在竞争白热化的能源市场证明自己物有所值。而且,很少有设备在长期遭受海洋恶劣环境的蹂躏后还能存活并发电。尽管在过去10年,10家大公司对海洋能的总投入已高达7.35亿美元,但来自潮汐和波浪的海洋能仍然没有取得实质性的进展。实际上,海洋能一直“身价”昂贵,堪称地球上最昂贵的一种能源形式。

不过,对于那些希望利用海洋能的人来说,前景比以前更加明朗。在过去几年,业界已经有几家大公司收购了捕获潮汐能(这是最早的捕获海洋能的方式,潮汐能是指从海水面昼夜间的涨落中获得的能量。在涨潮或落潮过程中,海水进出水库带动发电机发电)来发电的初创公司。另外,今年3月份,加拿大芬迪湾批准了三个潮汐能项目,芬迪湾每日海水潮汐所达高度为16.2米,比世界任何其他水域的潮汐高出了5到10倍,每日有1000亿吨海水两次流入和流出芬迪湾,其水量超过全球所有淡水河的水流总和。潮涨潮落的过程需要6小时13分钟,发电潜力巨大。

该地区利用潮水发电的尝试始于上世纪20年代,但由于工程技术方面的困难,施工费用昂贵,湾内航运活动频繁和可能导致的环境污染,以及私人电力公司的反对等种种原因,大规模开发利用潮水资源发电的计划迄今尚未能实现,现在,冰川似乎正在慢慢消融。

而海域波浪能针对的则是一种更强大也更捉摸不透的能量来源,目前,该领域的发展出现了一些倒退,上个月通过的按比例缩减俄勒冈海岸线附近的波浪能装置的决定就是例证。据美国可再生能源世界网站报道,2012年8月20日,美国联邦能源管理委员会同意位于新泽西州的海洋能技术公司在俄勒冈州近海建造一个1.5兆瓦波浪能入网电站,这是美国境内第一家获批的波浪能电站。2013年春天,该公司开始在俄勒冈州近海部署其波浪能设施— 一种长达100多英尺的计算机浮标,当波浪经过时浮标会上下快速摆动以捕捉能量。

尽管如此,很少有人怀疑,这两类海洋能最终仍会繁荣昌盛起来。去年,位于伦敦的彭博新能源财经咨询公司指出,有超过22个潮汐能项目和17个波浪能项目有望在2020年之前安装成功,这些项目都能提供超过1兆瓦的电能,足以为250个家庭供电。

能源专家希望有一天,海洋能会为沿岸城市提供大量可靠且没有碳排放的能量。欧洲海洋能中心的执行主管尼尔·柯尔默德表示:“研究显示,这比人们最初设想得要更加困难,但我们能做到。”欧洲海洋能中心是位于英国奥克尼岛上的波浪能和潮汐能设备的主要测试机构。他说:“我们已经证明,我们能够利用不断运动的海水发电,这是一个巨大的进步。”

潮汐能:需要更多金钱投入

斯特兰福德湾是英国北爱尔兰地区最大的城市贝尔法斯特东南部一个小小的水湾,一天两次,大约有3.5亿升潮水流经一条狭窄的海峡,流进斯特兰福德湾,随后又回到海洋中。海湾中有一座高塔,其基座被牢牢地固定在海底,基座上有一对16米长的螺旋桨(推进器)。海水流经高塔产生的力量与风以555千米/小时行进产生的力量相当,会推动螺旋桨以15次/分的速度告诉旋转,产生的电能高达1.2兆瓦。

其实,除了传统的螺旋桨,潮汐能公司也尝试过一些奇妙的装置,比如螺丝锤、水上飞机和水下风筝等来发电。然而,在效率方面,斯特兰福德湾使用的设备是其中的佼佼者。这台设备由英国布里斯托尔洋流涡轮机公司研制而成,该公司的数据表明,迄今为止,整个潮汐能工业提供的电力,有90%由这一设计产生。

斯特兰福德湾潮汐能发电项目的高效吸引了工业巨头—德国慕尼黑市西门子公司的兴趣,并于2012年接管了该公司。洋流涡轮机公司目前打算于2016年前,在威尔士的海岸线上铺设5台2兆瓦的设备阵列,目前,他们正在为首批设备的上马做准备,每台设备的成本约为1500万美元。该公司的主席凯·科尔摩尔表示,他们除了增加这台机器的尺寸,也增加了第三片扇叶,这一方面可以减少振动,并使机器更经久耐用。

位于美国波特兰缅因州的海洋可再生能源公司的首席执行官克里斯托弗·索尔表示,尽管像西门子这样的大公司正在进入这个产业,但整个产业面临的最大挑战仍然是吸引足够多的资金来制造高效耐用的设备模型。索尔的公司已经研发出了一款独特的设备,并将其铺设在缅因州的海岸线附近,这台设备看起来有点像一台联合收割机不断旋转的叶片。该公司目前正在研究第二代设备,最早将于2015年完成铺设工作。

尽管这个领域取得的进步非常大,但人们的疑虑并没有因此而削减,科尔摩尔说:“我认为有些风险投资公司已经对我们不抱太大希望,但这本身就不是一个能快速赚钱的行业。”

波浪能:经久耐用的机器是“重头戏”

波浪中蕴含有巨大的能源潜力,但波浪能产业面临着与潮汐能完全不同的挑战,那就是:研制出能稳定可靠地提取这种能量并能在海洋的恶劣环境下持续运转的机器。许多公司已经设计出了各种类型的机器,从自由摆动叶到能将船只的摇摆转变成圆周运动从而驱动船上发电机的回转仪设备等,不一而足。

每款设备都有自己的优势,但卡内基波能研究所铺设在澳大利亚的浮标则从水上转移到了水下,这样做的目的一方面是逃脱海洋表面波浪狂暴的撞击;另外,也避开设备是否好看、是否符合美学原则等方面的争论,而风力发电厂就面临着这样的争论。

随着波浪携带者浮标上下游动,海床上的水泵会通过一个密闭的圆环让液体循环,这个延伸起来大约有3千米长的圆环与海岸上的发电设备紧密相联。整套设备操作起来像风笛:不断积累压力,随后再缓慢地将压力释放出来从而持续不断地发电。同样的设备总共有三套,每套设备的发电量都可达到240千瓦。卡内基波能研究所曾于2011年在相同海域对旧型号机器进行测试,其发电量只有新型号的1/3。该公司首席运营官格雷格·艾伦透露,第一款商用型号最早将于2018年面世。

位于英国爱丁堡的海蛇波浪能发电公司则采用了另外一种不同的方法。该公司让5个漂浮于海面的浮标相互连接,这些浮标会随着波浪像蛇一样上下浮动。每个浮标都独立运动,而且,位于每个节点的液压泵都能使用波浪的运动来将液体输送到船上的发电机来发电。

海蛇波浪能发电公司目前正在奥尼克岛上测试一套750千瓦的设备。而且,该公司也与苏格兰电力可再生能源公司合作,为液压泵添加能降低内部磨损和撕裂的新元件。另外,该公司还在研究算法,希望借此能让该设备独立调整其16个水压泵并使发电量达到最大。

虽然对波浪能的利用取得了不少成就,但其吸引的商业投资仍然乏善可陈,彭博新能源财经咨询公司的主编安格斯·麦克罗恩指出,主要原因在于,就是没有一套设备能在抵御恶劣海洋环境的同时稳定供电。

环保和经济效益将取得双赢

除了受到资金和技术的制约外,海洋能工业的发展还受到众多监管部门的制约,主要集中在对鱼类的保护方面,这些人担心风力涡轮机周围鸟类大批死亡的惨剧可能会在海洋上再次上演,因此,制订了一些严苛的规定,比如,在进行海上测试前,海洋流涡轮机公司必须在其涡轮机上放置海豹检测设备,一旦海豹靠近涡轮机(这种事情基本不会发生),该检测设备就会按下紧急关闭按钮。另外,对爱尔兰OpenHydro公司设计的位于海床上的涡轮机会将虎鲸变成鲸鱼寿司的担忧几乎扼杀了在皮吉特海峡(美国华盛顿州西北部太平洋一狭窄而形状不规则的海湾)对这一设备进行测试的提议。

美国缅因州立大学的鱼类生物学家盖尔·兹德尔维斯基表示,她在海洋可再生能源公司安装的潮汐电机组附近只能得到鱼类活动的有限数据。她说,鱼类很可能会主动避让涡轮机,但她对一件事情很好奇:当在这组涡轮机组附近再铺设一台机组会发生什么情况?她的研究小组仍在收集基础数据,目的是改善其研究模型并弄清楚潜在影响,需要进行多少实地调查工作。

其他人则在实验室忙得热火朝天。美国能源部下属实验室的生物学家们进行了一些测试实验,他们让鱼儿通过涡轮机并将鱼儿置于与将能源传到岸上的电缆周围类似的电磁场中进行观察。最终得到的数据显示,这两项研究结果都表明,鱼类并没有受到永久性的伤害。

以在皮吉特海峡生活的虎鲸为例,美国能源部下属的西北太平洋国家实验室和桑迪亚国家实验室能源部门的研究人员对最坏的一种可能性进行了研究分析:假如一头好奇的虎鲸不小心把头夹在其中一台涡轮机中了,结果会怎样?

这两个研究团队对多种不同的橡胶材料(主要用于模拟虎鲸的皮肤)进行了测试,并制作出了一个模型,以便了解涡轮机的叶片对虎鲸可能会造成的潜在伤害。去年,有一台死的鲸鱼被冲到了位于西雅图附近的海岸线上,科学家利用计算机,对这头鲸鱼的头盖骨进行了电脑断层扫描,希望能找出鲸鱼的脂肪和皮肤的薄弱点,并利用这些信息来改进他们的模型。他们也提取了一些鲸鱼的皮肤,在实验室对其强度进行了测试。

研究结果已于今年1月发布。该研究的领导者、西北太平洋国家实验室的海洋生物学家安德鲁·考平表示,结果表明,如果一头虎鲸迎头撞上涡轮机的一片扇叶,那么,它很可能只会受到一点小擦伤。考平说:“当鲸鱼撞上船只,只有额骨断裂才有导致它死亡,而虎鲸撞上扇叶产生的力量根本不足以让这种事情发生。”基于此,今年3月20日,联邦能源管理委员会批准了该小组在皮吉特海峡进行涡轮机测试的申请。

考平也正领导一个国际研究团队,收集和整合所有与潮汐能和波浪能发展有关的环境研究,目的在于找出最有可能产生的影响,然后集中精力解决这些问题。

第一份报告已于2013年1月发表,其要点专注于以下3个领域:动物的相互作用、涡轮机噪音以及从海洋系统提取能量和降低海水流动速度产生的影响。该研究团队报告称,到目前为止,没有证据表明,相关产业的发展会对海洋生物或海水流动产生重大影响,但大型设备的影响目前还难以预测。

这三个领域中,噪音问题相对来说更难解决。研究者已经对单台设备进行了精细测量,结果发现,在被困于设备之内24小时后,鱼类除了受到一些皮外伤外,似乎可以忍受这台机器产生的噪音,但成套设备可能会产生的长期而广泛的影响难以预测。适度的噪音或许有助于驱使动物远离机器,但如果噪音太大,将对鲸鱼以及其他依靠声音通讯的动物造成影响。考平说:“这些项目中,很多项目或者说所有项目都需要很好地监控,海洋是所有人的后院,因此,在涉及海洋的研究中,我们多么小心都不为过。”

开发者、研究者和环保主义者都认可的一点是:为了更好地了解相关产业的经济效益和环境影响,需要在海上布置更多机器。彭博新能源财经咨询公司的主编麦克罗恩认为,由于缺乏商业利益以及一些项目的终止,波浪能可能无法在他们的下一次评估中占有一席之地,但他也相信,相关产业必将在经济效应和环境保护两个方面获得双丰收。

该领域目前的一个热点是加拿大的芬迪湾,此处很快将有三个项目上马,包括安装一套能发电4兆瓦的设备,其中两台设备来自OpenHydro公司,到2015年,这些设备将能为1000户家庭供电。如果一切都按计划进行,该公司希望对设备进行增加和升级,最终能发电300兆瓦。尽管这仅仅相当于一个小型的燃煤发电厂的发电量,但对于海洋能工业来说,这已经是一个了不起的进步了。

麦克罗恩说:“最终,海洋能工业将起飞甚至腾飞,海洋中的能量不可胜数。”(刘霞)