海洋能的开发与利用
海洋能资源开发与利用
海洋能资源开发与利用近年来，随着能源短缺和环境污染的日益严重，海洋能资源成为人们探索和开发的热点。
海洋能资源指的是以海洋为媒介，通过开发和利用来自海洋的能源，如潮汐能、海洋温差能和海洋波浪能等。
本文将从开发潜力、技术挑战和环境影响等角度探讨海洋能资源的开发与利用。
首先，海洋能资源的开发潜力巨大。
全球几乎三分之二的面积被海洋覆盖，其中蕴藏着巨大的能量。
例如，太平洋上的强风和海浪可以转化为电力，以满足当地居民的需求。
而海洋温差能则是利用海水中的温度差异来产生电能，可以在地热资源稀缺的地区提供清洁能源。
此外，潮汐能作为一种稳定可靠的可再生能源，具有极高的可开发潜力。
因此，海洋能资源的开发不仅可以满足能源需求，还能够减少对传统能源的依赖，实现可持续发展。
然而，海洋能资源的开发与利用面临着一些技术挑战。
首先是技术成熟度的问题。
与传统能源相比，海洋能资源的开发与利用仍处于起步阶段，技术方面存在一定的不成熟。
例如，潮汐能的开发需要建设大型的海上设备，并需克服潮汐巨大的动力和复杂的水流环境带来的技术难题。
其次，海洋能设备的可靠性和安全性也是亟待解决的问题。
长期暴露在海洋环境中，设备易受腐蚀和海洋生物侵蚀，导致设备的可靠性受到影响。
此外，海洋环境的恶劣性也增加了设备安全性的风险。
因此，科学家和工程师们需要不断进行技术创新和改进，以提高海洋能设备的可靠性和安全性。
此外，海洋能资源的开发与利用还会对海洋生态环境产生一定的影响。
例如，在建设潮汐能设备时，需要借助大坝和堤岸等工程结构控制潮汐流量，这可能对潮汐生态系统造成影响。
海浪能和海洋温差能的开发过程中，往往需要在海洋中布设设备，这可能会影响到珊瑚礁生态系统和鱼类等海洋生态资源。
因此，海洋能资源的开发与利用必须注意生态环境的保护和科学管理，以避免对海洋生态系统产生不可逆转的影响。
综上所述，海洋能资源的开发与利用具有巨大的潜力和重要性。
然而，要充分发挥海洋能资源的优势，需要解决技术挑战和处理环境影响。
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三、海洋能开发利用
3、温差能及利用 海洋温差(ocean hermal energy)：又称海洋热
能。是利用海洋中受太阳能加热的暖和的表层水与较 冷的深层水之间的温差进行发电而获得的能量。
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前景与现状
由于常规电站廉价电费的竞争，建成投产的商业 用潮汐电站不多。然而，由于潮汐能蕴藏量的巨大和 潮汐发电的许多优点，人们还是非常重视对潮汐发电 的研究和试验。
中国的潮汐发电站： 广东—顺德、东湾、山东—乳山、上海—崇明
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波浪 波浪
波浪 波浪
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波浪能的优点
1.波浪能以机械能形式出现，是海能中品位最高 的能量；
2.波浪能的能流密度最大 在太平洋、大西洋东海岸纬度40～60°区域，
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1913年德国在北海海岸建立了第一座潮汐发电站. 1957年我国在山东建成了第一座潮汐发电站.
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我国潮汐能资源特点 （1）蕴藏量十分可观。
（2）中国潮汐能资源的地理分布十分不均匀。 主要集中在华东沿海（以福建、浙江、上海长
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海洋能的开发与利用前景
海洋能的开发与利用前景在我们所居住的这颗蓝色星球上，海洋占据了绝大部分的面积。
海洋不仅是生命的摇篮，还蕴藏着丰富的能源资源，等待着人类去开发和利用。
海洋能作为一种清洁、可再生的能源，具有巨大的潜力和广阔的发展前景。
海洋能主要包括潮汐能、波浪能、海流能、温差能和盐差能等多种形式。
潮汐能是由于天体引力的作用，使得海水产生周期性的涨落运动所蕴含的能量。
波浪能则是由风与海面相互作用产生的起伏运动所具有的能量。
海流能是由海水流动所产生的动能，温差能是基于海洋表层和深层之间的温度差异而存在的能量形式，盐差能则源于海水和淡水之间的盐度差异。
潮汐能的开发利用相对较为成熟。
潮汐发电站通过建造大坝，在涨潮和落潮时利用水位差来推动水轮机发电。
目前，世界上一些国家已经建成了规模不等的潮汐电站，如法国的朗斯潮汐电站，它是世界上最大的潮汐电站之一，其装机容量达到了 24 万千瓦。
我国也在浙江等地建设了潮汐电站，为当地的能源供应做出了一定的贡献。
潮汐能的优点是能量稳定、可预测性强，但建设潮汐电站需要较大的投资和合适的地理条件，同时可能对海洋生态环境产生一定的影响。
波浪能的开发利用仍处于不断探索和发展的阶段。
波浪能发电装置多种多样，有浮标式、振荡水柱式、筏式等。
然而，由于波浪的能量密度较低且具有不稳定性，目前波浪能的大规模商业化应用还面临着诸多技术和成本方面的挑战。
但随着技术的不断进步，一些新型的波浪能发电装置正在研发中，未来有望实现更高效、更稳定的发电。
海流能的开发利用也具有一定的前景。
海流能发电装置通常安装在海流流速较大的海域，通过叶轮等装置将海流的动能转化为电能。
与潮汐能和波浪能相比，海流能的能量相对较为稳定，但开发海流能同样需要解决技术和成本等问题，并且需要对海洋环境进行充分的评估和保护。
温差能和盐差能的开发利用目前还处于实验阶段。
温差能发电需要在海洋中建立大型的热交换系统，技术难度较大。
盐差能的利用则需要特殊的膜材料和装置，目前还面临着效率低下和成本高昂等难题。
2024年新能源行业海洋能开发利用规划
国内外海洋能技术的研究和应用现状
国内海洋能技术 研究现状：我国 在海洋能领域的 研究已经取得了 一定的进展，包 括潮汐能、波浪 能、温差能等方 面的研究都取得 了一定的成果。
国外海洋能技术 研究现状：国际 上在海洋能领域 的研究也取得了 很多进展，尤其 是欧美等发达国 家在海洋能技术 的研新，推 进海洋能基础设施 建设，提高海洋能 产业的竞争力。
保障措施：制定和 完善海洋能开发利 用的政策法规，加 强海洋能产业的监 管和管理，推动国 际合作与交流。
重点领域和关键技术
重点领域：海洋 能发电、海洋能 综合利用、海洋 能装备制造等
关键技术：高效 储能技术、智能 电网技术、海洋 能发电技术等
新能源行业海洋能开发利用的机遇
能源需求增长：随着经济的发展和人口的增长，能源需求不断增长，海洋 能作为一种清洁能源，具有巨大的开发潜力。
技术进步：近年来，海洋能技术不断取得突破，为开发利用提供了强有力 的技术支持。
政策支持：各国政府对新能源的支持力度不断加大，为海洋能的发展提供 了政策保障。
产业链完善：随着海洋能开发利用的不断发展，相关产业链不断完善，为 海洋能产业的可持续发展提供了保障。
海洋能资源的优势和潜力
储量丰富：海洋能资源储量巨大， 可满足人类长期能源需求。
分布广泛：海洋能资源在全球范 围内广泛分布，可实现能源的全 球优化配置。
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可再生性：海洋能资源可循环利 用，对环境友好，符合可持续发 展要求。
多种形式：海洋能资源可转化为 电能、热能等多种形式，具有多 功能性。
新能源行业海洋能开发利用的具体 措施和政策建议
05
加强海洋能技术研发和人才培养
第三节 海洋能的开发利用
[释疑教材·明原委] 教材 P60 思考 提示：1.从教材所给示意图可以看出，朗斯河到入海口处， 河道狭窄，呈喇叭口状，有助于产生足够大的潮差；朗斯河沿 岸地势低平，建坝处口窄肚大，利于大坝施工，且能够储存大 量海水，因此建电站较为有利。 2．不是所有有潮汐现象的地方都适宜建电站。因为电站建 设需要一定条件，如是否能够产生足够大的潮差；海岸线形状， 河口形状是否符合大坝施工的条件；是否利于储蓄大量的海水 等。
A．地球的公转
B．地球的自转
C．月球的公转
D．月球的自转
解析：第 7 题，月球距离地球较近，引潮力较大。第 8 题， 由于地球自转，因此在一天中可以观察到同一点海水涨落两 次。 答案：7.C 8.B
9．波浪能主要分布在南北纬 40°～60°之间的西风带的原因是
A．南北纬 40°～60°之间的地区天体的引力大
国家发改委在《可再生能源中长期发展规划》中明确指出：
今后一个时期，中国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、
风能和太阳能，积极推进地热能和海洋能的开发利用。2020 年
前总投资将达 2 万亿元。这意味着海洋能源的开发利用迎来了
新的发展契机。据此回答 4～5 题。
4．对于海洋能的叙述，不正确的是
()
不同 大坝选址 能量来源
相同
潮汐能 水能
解析：该题主要考查潮汐能及其利用的相关问题。第(1)题， 结合课本潮汐发电示意图可知潮汐发电的原理。第(2)题，从 图中不难判断潮汐发电站主要分布在沿海利于产生潮汐能 的地带。第(3)题，可考虑船只航行、港口、渔民捕鱼及军事 等方面。第(4)题，结合初中地理知识，可知水能的产生条件 和选址要求。
答案：(1)冬季 (2)三 二 (3)可再生，污染小。
海洋能的开发和利用
[中南大学]21世纪的新能源——海洋能2022年4月26日新能源[认识与了解]新能源又称非常规能源。
是指传统能源之外的各种能源形式。
指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、核电等能源，称为常规能源。
随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特祉的新能源越来越得到各国的重视。
一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。
因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。
随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被视作垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源资源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的资源化利用也可看作是新能源技术的一种形式。
新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。
当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。
按类别可分为：太阳能，风能，生物质能，核能，氢能，地热能，海洋能，小水电，化工能（如醚基燃料）等。
而我所要讲的是新能源中的一个小类：海洋能21世纪的新能源——海洋能【概念理解】海洋能(ocean energy)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。
海水温差能是一种热能。
低纬度的海面水温较高，与深层水形成温度差，可产生热交换。
海洋能的开发和利用
海洋能的开发和利用随着能源需求的不断增长，传统的非可再生能源逐渐受到限制，而海洋能作为一种新的能源形式，逐渐成为人们研究的方向。
海洋能是指利用海洋自然资源，产生电力的过程。
它的开发和利用具有很大的潜力，可以为我们未来的能源补给做出很大的贡献。
一、海洋能的来源海洋能是一种新的可再生能源，其来源主要包括以下三个方面：1、潮汐能潮汐能是指利用大海潮汐的动能产生电力的一种能源形式。
潮汐是由于地球和月球之间的引力作用而产生的，是相对稳定的自然现象。
目前，欧洲和北美的一些地方已经建立了潮汐能发电站，为当地的能源供应提供了很好的支持模式。
2、波浪能波浪能是指利用海洋表面波浪的能量产生电力的一种能源形式。
波浪的能量来自于风的作用力和海洋的物理特性，这种能量的大小与海浪高度和波长有关。
目前，欧洲和北美的一些地方已经开始建立波浪能发电站，这些发电站已经成为了独立的能源供应系统。
3、海流能海流能是指利用海洋水流的能量产生电力的一种能源形式。
水流的动能通常来自于地球的自转和热力学效应。
目前，欧洲和北美的一些地方已经建立了海流能发电站，为当地的能源供应提供了很好的支持模式。
二、海洋能的优势海洋能的开发和利用具有很大的优势，主要表现在以下几个方面：1、可再生性海洋能是一种由自然界提供的能源，它的源头是无穷无尽的，在人类世界的范畴之外。
与传统的石油、煤炭等非可再生能源相比，海洋能的开发和利用不会造成环境破坏和资源浪费。
2、不污染环境由于海洋能的开发和利用是基于自然界的资源，所以不会对环境造成污染和破坏。
相比传统的煤炭、石油能源，使用海洋能产生的二氧化碳排放量很低，可以大大降低环境污染。
3、分散性海洋能可以分布于全球任何一个海岸线，从而实现分散化能源开发。
这就为海洋能的开发和利用提供了非常大的空间和选择范围。
如果能够在全球范围内协同合作，建立有效的海洋能供应网络，将可以满足更多地区的能源需求。
三、海洋能的挑战1、技术成熟度有待提高目前，海洋能处于早期开发阶段，技术成熟度还不高，需要通过大量的研究来提高效率和可靠性。
地热能和海洋能的利用
地热能和海洋能的利用地热能和海洋能是两种具有巨大能量潜力的可再生能源。
随着全球对环境保护的需求与日俱增，地热能和海洋能得到了越来越多的关注，成为替代传统化石燃料的绿色能源之一。
一、地热能的概述地热能指地球的热能，可用于发电、供暖和热水等多个领域。
它体现在地下水循环、深井温泉等方面，是一种充分利用地球自然资源的能源形式。
地热能的开发利用已有数百年的历史，如古希腊时期就已利用温泉进行浴疗。
二、地热能的开发利用方式地热能的开发利用方式主要有两种——直接利用和间接利用。
直接利用指通过井管或直接开采温度较高的地下水，直接利用其中的热能来供热、发电或其他方面的用途。
间接利用则是通过地下热泵、温室和水文热能转化器等手段将地下的热能通过一定的方式传输到表面形成可利用的能源。
三、海洋能的概述海洋能也是一种具有潜力的可再生能源。
它包括波浪能、潮汐能、海流能和温差能等，是一种与太阳与月亮运动所引起的海面变化密切相关的能源形式。
其中，波浪能是最为常见的，其潜力远超我们的想象。
四、海洋能的开发利用方式海洋能的开发利用方式主要有三种——波浪能利用、潮汐能利用和海流能利用。
波浪能利用通过利用波浪的能量来产生电力；潮汐能利用通过调节潮汐的高度差来控制涌潮和退潮的速度，并在过程中收集其潜在的能量；海流能则是利用海流的动力来产生电力。
五、地热能和海洋能的优势和劣势地热能和海洋能都是可再生能源，不会像化石燃料一样存在资源枯竭和碳排放等问题。
相比于其它可再生能源，地热能和海洋能占用空间较小，且与天气状况无关，适合在任何地方和时候开发利用。
然而，海洋能的利用技术目前仍处于发展初期，而地热能则对地温的要求较高，且需要一定的初期投资。
六、地热能和海洋能的前景地热能和海洋能的前景广阔，这既是因为它们是可再生能源，又是因为它们的潜力相当大。
目前，全球地热能每年的利用量约为6000TWh，相当于石油的1/6；而海洋能的潜力更是高达1TW。
而且，地热能和海洋能的运营成本低于化石燃料，具有更好的市场前景。
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选址条件:
①选择浅窄的海峡、海湾和河口 区域 ②潮差足够大----取决于河口喇叭形的形状 ③海岸能储蓄大量海水，并进行土建施工 ------口小腹大，地形平坦的地区
发电形式
单库单向电站 ： 即只用一个水库，仅 在涨潮（或落潮）时发电
单库双向电站 ： 用一个水库，但是涨 潮与落潮时均可发电，只是在平潮时不 能发电
• 世界上第一座潮 汐电站是法国的 郞斯河口电站， 其装机容量为24 千瓦 。 • 1980年建成的江 厦潮汐电站是我 国第一座双向潮 汐电站，总机容 量为 3200千瓦 已并入华东电网 运行。
我国潮汐能资源特点
一）蕴藏量十分可观。
二）中国潮汐能资源的地理分布十 分不均匀。主要集中在华东沿海， 其中以福建、浙江、上海长江北支 为最置千变万化，但通常具有两 个部分：
第一部分为采集系统， 作用是俘获波浪能；采 集系统的形式有振荡水 柱式（OWC）、振荡浮 子式（Buoy）、摆式 (Pendulum)、鸭式 (Duck)、筏式(Raft)、 收缩坡道式(Tapchan) 、蚌式(Clam)等
视频：波浪发电1 视频：波浪发电2
视频3：潮汐电站
双库双向电站 ： 它是用二个相邻的 水库，使一个水库在涨潮时进水，另一 个水库在落潮时放水，这样前一个水库 的水位总比后一个水库的水位高，故前 者称为上水库，后者称为下水库。水轮 发电机组放在两水库之间的隔坝内，两 水库始终保持着水位差，故可以全天发 电。双库双向型，虽然可以连续发电， 但经济上不合算，未见实际应用。
前景与现状
由于常规电站廉价电费的竞争，建 成投产的商业用潮汐电站不多。然而， 由于潮汐能蕴藏量的巨大和潮汐发电的 许多优点，人们还是非常重视对潮汐发 电的研究和试验。
——世界上： 最早---德国1912年建成的布苏姆潮汐电站 ——中国：广东—顺德、东湾、山东—乳山、上 海—崇明
视频4：爱尔兰大力开发潮汐能
第二部分为转换系统，即把俘获的波浪 能转换为某种特定形式的机械能或电能 。转换系统有空气叶轮、低水头水轮机 、液压系统、机械系统以及发电机等
国际上一些国家对波浪能的利用现状
爱尔兰Wavebob公司研 制的装置在2005年现 小比例的实海况实验， 2006年开始正式发电。
荷兰的Teamwork Tech nology BV公司研制的AWS振荡浮子式波 能装置（装机容量为2MW）
波浪 波浪 波浪 波浪
波浪能的优点
1.波浪能以机械能形式出现，是海能 中品位最高的能量； 2.波浪能的能流密度最大，在太平 洋、大西洋东海岸纬度40～60°区 域，波浪能可达到30～70kW/m，某 些地方达100kW/m 3.波浪能是海洋中分布最广的可 再生能源——大海里很难找到没 有波浪的地方。
• 世界上第一个商业海浪发电厂——“海蛇” 位于葡萄牙北部海岸，2008年刚刚投入 运转。“海蛇”的发电机是一个150米长 的钢铰接结构，通过弯曲移动带动水轮 发电机发电，可产生750千瓦电量。
我国潮汐能资源特点
三）地形地质方面，中国沿海主要为 平原型和港湾型两类，以杭州湾为界 ，杭州湾以北，潮差较小，且缺乏较 优越的港湾坝址；杭州湾以南，港湾 海岸较多，潮差较大，且有较优越的 发电坝址。渐、闽两省沿岸为虽有丰 富的潮汐能资源，但开发存在较大的 困难，需着重研究解决水库的泥沙淤 积问题。
波浪能的利用
波浪发电是波浪能利用的主要方式， 此外，波浪能还可以用于抽水、供热、 海水淡化以及制氢等。
如何利用波浪能？
波浪能利用的关键是波浪能转换装置。通 常波浪能 要经过三级转换： 第一级为受波体，它将大海的波浪能吸收 进来； 第二级为中间转换装置，它优化第一级转 换，产生出足够稳定的能量； 第三级为发电装置，与其它发电装置类似。
海洋能
的开发和利用
目
录
一、什么是海洋能 二、海洋能的特点 三、海洋能的开发利用 1、潮汐能及其利用 2、波浪能及其利用 3、温差能及温差发利用 4、盐差能及盐差发电
世界已探明能源储量 和可开采年限
石油：资源的储量为10195亿桶，可供 开采43年，高成本油田可供人类开采 240年； 天然气：埋藏量为144万亿立方米，可 开采63年，高成本气田可供开采452年 ； 煤炭：埋藏量10316亿吨，可开采231年
什么是波浪能？ 定义：波浪能是指海洋表面波浪所具有的动 能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪 的运动周期以及迎波面的宽度成正比。波浪 能是海洋能源中能量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， 它实质上是吸收了风能而形成的。能量传递 速率和风速有关，也和风与水相互作用的距 离有关。波浪可以用波高、波长和波周期等 特征来描述。
一、什么是海洋能？ 定义： 蕴藏在海洋中的可再生能源。包括潮汐能 、波浪能、海洋温差能和海洋盐度差能
二、海洋能的特点（优缺点）
（1）总量大，密度小 （2）可再生 （3）污染小，是清洁 能源 空间上因地而异 （4）时空分布不均 时间上有日变化、月 变化、年变化
视频1：海洋能的利用
三、海洋能开发利用
思考
1、潮汐与水能发电工程建设的异同点是什么？
修建大坝；坝址选择口小腹大地区；潮汐电站建在河 口海峡或海湾，水电站建在落差大的河段
2、沿海地区都能进行潮汐发电吗？
要有足够的潮差；要有储蓄大量海水的海岸；要有 地形平坦，口小腹大的地区便 于土建工程建设
3、一天中能进行几次的潮汐发电？ 4次
2、波浪能及利用
1、潮汐能及利用
什么是潮汐能？
潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水 的势能。 潮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。 它包括潮汐和潮流两种运动方式所包含的能 量，潮水在涨落中蕴藏着巨大能量，这种能 量是永恒的、无污染的能量。
视频2：潮汐的形成与潮汐能
潮汐能的利用
潮汐能利用 的主要方式是发电。 原理：潮汐发电利 用潮水的涨、落产 生的水位差所具有 的势能来发电。从 能量的角度来看， 就是将海水的势能 和动能，通过水轮 发电机组转化为电 能的过程。