海洋能生物质能

海洋能

通常海洋能是指依附在海水中的可再生能源，包括：潮汐能、波浪能、海洋温差能、海洋盐能和海流能等，更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。

潮汐能。最早被人们认识并利用的海洋能是潮汐能。潮汐发电是目前应用潮汐能最普遍的形式。其原理是在潮差较大的海湾或江河的入海口建拦海大坝，利用坝内外水位差推动水轮机发电，厂房和水轮发电机与水电站类似，属低水头电站。世界上有不少港湾和河口的平均潮差在4.6 m以上，北美芬地湾最大潮差有18 m，法国圣马洛港附近最大潮差有13.5 m，我国钱塘江大潮时最大潮差有8.9

m。第二次世界大战后，世界上许多国家计划建大型潮汐电站，联合国《开发论坛》曾估计，到2000年全世界潮汐发电可达300至600亿度电。但实际上动工兴建的并不多。

波浪能。在海洋能中，人们对波浪能感受最深，全世界利用波浪能的设想数以千计，见于有文字的波能装置专利可追述到1799年。目前世界上较为先进的波浪能发电装置是英国制造的“海蛇号”和日本制造的“巨鲸号”。其中，海蛇号（Pelamis）波力发电装置，由英国海洋动力传递公司（Ocean Power Delvery

Ltd）研制的漂浮式发电器，它由若干个圆柱形钢壳结构单元较接而成、可以将波浪能转换成液压能进而转换成电能。海蛇号具有蓄能环节，因而可以提供与火力发电相当稳定度的电力。

温差能。利用海洋温差发电的概念，一百多年以前已被人们所知。1881年，法国物理学家阿松瓦尔在报纸上发表《太阳海洋能》的论文，提出海洋吸收并储存太阳能，利用表面温海水与下面冷海水的温差使热机做功。我国台湾的红柴海水温差发电厂计划利用马鞍山核电站排出的36-38 ℃的废热水与300 m深处的冷海水（约12 ℃）的温差发电。该海水温差发电系统由台湾电力公司委托设计，初步设计已在1982年完成。

地球表面积 海洋面积 陆地表面积

海洋能生物质能

海洋能生物质能是指利用海洋中生物体的生命活动和生物体的遗体等，转化为能量的一种能源形式。海洋能生物质能是一种可再生能源，具有广泛的资源分布和巨大的潜力。本文将介绍海洋能生物质能的来源、利用方式以及其在可持续发展中的重要性。

一、海洋能生物质能的来源

海洋能生物质能的主要来源是海洋生态系统中的生物体。海洋生态系统包括海洋植物（如海藻、藻类等）和海洋动物（如鱼类、海洋无脊椎动物等）。这些生物体通过光合作用和食物链的物质转化过程，将太阳能转化为化学能，形成生物质能。

海洋植物是海洋能生物质能的重要来源之一。海藻是一种常见的海洋植物，它们具有高度的生长速度和丰富的能量储存。海藻可以通过光合作用将太阳能转化为化学能，其中的有机物质可以被提取出来，用作生物燃料或其他能源形式。此外，海藻还可以作为饲料、肥料和药物等方面的资源利用。

海洋动物也是海洋能生物质能的重要来源之一。海洋动物通过食物链的物质转化过程，将植物的生物质能转化为自身的能量。这些动物包括海洋鱼类、虾蟹类、贝类等。在这些动物死亡后，它们的遗体会沉积到海底，形成有机质的堆积。这些有机质可以通过特定的技术提取出来，用于发酵产生甲烷等生物燃料。

海洋能生物质能可以通过多种方式进行利用。其中，生物质能的转化是最常见的利用方式之一。生物质能的转化可以分为直接转化和间接转化两种方式。直接转化是指将海洋生物质能直接燃烧，产生热能或电能。间接转化是指通过发酵、气化等技术，将海洋生物质能转化为沼气、乙醇、生物柴油等可再生能源。

海洋能生物质能还可以用于生态系统的修复和保护。海洋生态系统中的生物体具有吸收二氧化碳、净化水体等功能，通过合理利用海洋能生物质能，可以促进生态系统的健康发展，提高生态环境的质量。

三、海洋能生物质能的可持续发展重要性

海洋能生物质能作为可再生能源，具有很高的可持续发展潜力。首先，海洋生态系统中的生物体具有快速生长和丰富资源的特点，可以满足能源需求的持续供应。其次，海洋能生物质能的利用过程中，不会产生二氧化碳等温室气体的排放，对于减缓气候变化具有重要意义。此外，海洋能生物质能的利用还可以减少对传统能源的依赖，提高能源的多样化和安全性。

中国是世界能源生产大国，同时也是能源消耗大国，是能源、资源短缺的国家。中国每万元GDP的能耗是世界平均水平的三倍。因此，中国提出必须节能。与此同时，向海洋要能源，目前，海洋能源资源已成为中国可持续发展主流能源体系的重要组成部分。

海洋能源开发要瞄准四大战略领域——

首先是海洋石油的深水领域。全球海洋石油资源量44%在深水。中国海洋石油的开发正在走向深水，如南海石油储量非常丰富，专家估计230亿至300亿吨，其中有75%的面积处在深水。

中国现在准备实行从300米水深到3000米水深的海洋石油开发的重点跨越。这就面临两个重大问题——深水技术和深水装备。除此之外，中国要走向深水，还要解决两个大的前沿技术问题，深海空间站和远程补给基地的技术。

第二个领域是LNG（液化天然气）领域。进入21世纪，世界油气12项重大发现中有8项是在海洋，其中7项是天然气。目前中国也从能源安全战略，以充分利用两种资源的重要举措来发展LNG。

第三个领域是天然气水合物。这是一个新兴能源，是天然气的甲烷，在低温高压下以固体状况存在海底。据估计，全球天然气水合物资源量相当于煤、天然气、石油三者资源量总和的五倍。中国在开展天然气水合物方面的勘探、开发基地研究方面面临着很多挑战，初步计划在2010年实现储量的初步评价，2015年实现海上试采，2020年实现海上工业性开发。

第四个领域是海洋能，这是取之不尽的低碳能源。中国海洋能总储量较大，地域分布不均，能量密度适中，开发潜力巨大，开发目标是实现多能互补、综合利用、规模开发、保护生态，改善能源结构。

海洋能是一种蕴藏在海洋中的可再生能源，包括潮汐能、波浪引起的机械能和热能。海洋能同时也涉及一个更广的范畴，包括海面上空的风能、海水表面的太阳能和海里的生物质能。中国拥有18,000公里的海岸线和总面积达6,700平方公里的6,960座岛屿。这些岛屿大多远离陆地，因而缺少能源供应。因此要实现我国海岸和海岛经济的可持续发展，必须大力发展我国的海洋能资源。

海洋能－－一个远未开启的宝藏

张玍

清华大学水利水电工程系，北京

摘要

能源是二十一世纪三大支柱产业之一，随着传统能源的消耗殆尽以及环境问题的日益严重，新能源的开发尤显重要。海洋能是一种重要的新能源，有着总量丰富，清洁可再生等特点。在能源危机的背景下，全世界海洋能的开发迅速发展。本文从对海洋能开发利用的角度出发，对海洋能作了一些简单介绍，一方面能向人们普及海洋能的相关知识，增强海洋意识，另一方面也是对国家施行的海洋可再生能源发展战略的一个侧面解读。海洋能目前的开发仍处于较低水平，但是人们已经意识到开发海洋能的重要性。相信未来，我们一定能开启这个巨大的宝藏。

关键词 海洋能 能源开发 可再生能源

1 引言

自第一次工业革命至二十一世纪，传统能源——包括煤﹑石油﹑天然气等化石能源，水力和核裂变能，得到了大规模的开发和利用。但是在人类几百年不间歇﹑无节制﹑低效率的利用之下，传统能源中一些不可再生能源逐渐消耗殆尽，能源危机极其严重。据一些权威机构测算，煤炭﹑石油和天然气可经开采的年限分别为165年﹑40年和65年。能源是社会发展的基础，能源的减少甚至是消失将会严重阻碍整个人类的进步。同时，传统能源的大加利用，特别是化石燃料的燃烧，造成了许多的环境问题，如温室效应，气候变暖，和酸雨等，这些问题正在逐渐影响着人类的生存环境。因此，开发新的清洁且可再生的能源，加快能源利用从以传统型能源为主到以新能源为主的转型，成为社会的共识。在这样的背景之下，海洋能作为新兴的绿色能源受到了广泛的关注。

海洋能总量丰富，形式多样，但是由于能量密度低，加之一些关键的技术问题尚未得到有效解决，目前海洋能的开发仍处于较低的状态。但是一些发达国家，如欧盟、美国、日本等都相继出台一系列法规政策，支持海洋能的开发，使其得到快速发展。我国海洋能的开发虽然起步较早，但是受经济、科技水平等限制，海洋能开发水平与发达国家相比存在一定差距。党的“十八大”报告中明确指出，要进行经济结构战略性调整，建设海洋强国，支持节能低碳产业和新能源、可再生能源发展，确保国家能源安全。发展海洋能，对于建设海洋强国，意义重大。近期，我国海洋能开发发展迅速，在各个方面取得了一些阶段性成果。本文系统的介绍了海洋能的形式、特点，并对潮汐能和波浪能的开发技术作了探讨，同时汇集了一些最新的研究成果。