海洋中蘊藏著潮汐能、波浪能、海流能、溫差能和鹽差能等自然能源。海洋能分布廣、蘊藏量大、可再生、無污染，預計21世紀將進入大規(guī)模開發(fā)階段。據(jù)聯(lián)合國教科文組織出版物估計，全世界海洋能總量為766億kW，技術允許容易的1倍。世界上最大的潮汐電站為法國的朗斯電站，總裝機24萬kW，年發(fā)電量5．44億kWh。日本是世界上最早使用波能發(fā)電機的一個國家，它的航標燈和燈塔上的波力發(fā)電機已經實用化了。首先提出利用海水溫差發(fā)電的是法國物理學家德爾松瓦，他的學生克勞德在古巴海域建造了世界上第一座海水溫差發(fā)電站。獲得了lOkW功率。此后美國洛克希德公司設計成功了16kW的海洋溫差發(fā)電站。日本科學家在海水溫差發(fā)電上也取得了成功，他們?yōu)槟咸窖箬斣O計了lOOkW功率的發(fā)電站，是世界上第一座商用溫差發(fā)電站。
日本是個島國，國土狹小，資源匱乏，但日本政府和民間產業(yè)界充分利用本國的地理環(huán)境條件，大力開發(fā)和應用海洋新能源、新技術。從裝置的設計到實際功能，日本人用自己的智慧不斷地開發(fā)著新的能源，并已取得了舉世矚目的成就。
一、浪力及潮流發(fā)電
日本海上保安廳從20世紀50年代初就著手對自然能源的研究開發(fā)。作為海上交通航路標記的燈塔、燈標以及浮在海上的浮燈標等，很多都是建在孤島和巖礁上的，所以，它們需要有獨自的電力供應。
日本沿海有約5500處航路標記，現(xiàn)在，其中約3000處航路標記在利用自然能源。據(jù)有關人員介紹，利用自然能源的航路標記設施最終要達到80％。
在自然能源的利用中，最多的是太陽能發(fā)電，其次就是浪力發(fā)電。浪力發(fā)電的原理是，將波浪或浪濤造成的海面上下波動轉換成氣壓，然后，利用氣壓的力量來推動渦輪機發(fā)電。第一臺浪力發(fā)電機組是1965年投入使用的，它用于為大阪灣海面上的浮燈標供電。
在“以海洋能源來保護大海的安全”的宗旨下，2002年，海上保安廳還引進了使用潮流發(fā)電的浮燈標。所謂潮流發(fā)電，是利用海潮水流推動渦輪機來進行發(fā)電。這些利用自然能源進行發(fā)電的裝置，缺點在于發(fā)電量受氣候影響的左右。為了保證更加穩(wěn)定的電力供應，海上保安廳正在研究太陽能發(fā)電與浪力發(fā)電的并用，夏季經常是陽光強烈但海面平靜，這時就以太陽能發(fā)電為主；而冬季，因天氣陰沉且海濤洶涌的日子較多，所以則以浪力發(fā)電為主。
二、海洋溫差發(fā)電
所謂海洋溫差發(fā)電，是利用大海表層與深層的溫差來生電。其方法是，用表層梅水對沸點較低的氨水進行熱化，并使之蒸發(fā)，用其蒸汽來推動渦輪機。然后，用冰冷的深層海水對蒸汽進行冷卻，使之還原為氨水，如此周而復始。
在海洋里有利用潛能更大的“溫差”。海水是越到深處越冷，在低緯度地區(qū)，海面以下1000米處和接近海面之間的溫差能達到20一15℃。
19世紀就有人考慮利用海水的溫差發(fā)電。但是從海中取水需要消耗能源。如果發(fā)出的電不能大大超過取水所使用的能源，那么發(fā)電就沒有任何意義—在這種情況下，日本佐賀大學海洋能源研究中心的上原春男教授從1973年著手開發(fā)，經過長期反復摸索，1994年成功地發(fā)明出一種高效熱交換機，被稱為“上原循環(huán)”的新方式。其基本原理是氨和水的混合物。通過把兩個循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)結起來，大大提高了效率。
佐賀大學海洋能源研究中心在2002年被“21世紀COH計劃”選中后，在2003年建成了新的實驗據(jù)點一—伊萬里附屬設施。目前正在利用30千瓦的發(fā)電裝置進行實證性實驗。 如果再配上海水淡化裝置的話，在發(fā)電的同時能得到淡水和深層水。它們可以作為礦泉水來飲用。電解后還能得到燃料電池用的氫。富有養(yǎng)分的深層水回灌海洋后還能形成新的漁場。
來源：上海情報服務平臺
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