潮汐能发电势在必行
河北省承德师专平泉分校 杨依天
在海边的人每天都会看到海水有规律地进涨退落现象,这种海水有规律的涨落现象称为潮汐。在我国古代,人们把白天海水的涨落称为“潮”,夜间海水的涨落叫做“汐”。现在人们已普遍认为潮汐是海水在海面上的一种周期性的波动现象,在垂直方向上表现为潮位的升降,在水平方向上则表现为潮流的涨落。
人类在古代就发现了潮汐现象并断言潮汐现象与月球有关。如古希腊人认为“月亮产生潮汐”;我国东汉的王充在《论衡》中指出:“涛(即潮,古代通用)之起也,随月盛衰,大小满损不齐同”;唐代的窦叔蒙在《海涛志》这部潮汐专著中也指出:“潮汐作涛,必符于月”。同时,窦叔蒙还利用古代天文历算方法,推算半日潮的周期为12小时25分14秒左右,这一结论与现在通用的半日潮周期相差甚微。
现代科学表明,潮汐是海平面周期性的涨落变化现象,是由于地球上的海水受月球和太阳的引潮力共同作用的结果。地球上各地的引潮力,随地、月之间的距离远近的变化而不断变化着。同时因地球的自转,各地的地方时不同,从而使得即使在相同的时刻,不同的地方也有着各种不同大小的潮汐涨落。由于引潮力的作用,海水不断地涨潮、落潮。涨潮时,大量海水汹涌而来,具有很大的动能;同时,水位逐渐升高,动能转化为势能。落潮时,海水奔腾而去,水位陆续下降,势能又转化为动能。海水在运动中所具有的机械能(动能和势能)就是来自日月引潮力的潮汐能。
据计算表明,世界海洋的潮汐能蕴藏量约为27亿千瓦,若全部转换成电能,每年发电量大约为1.2×1012千瓦,相当于目前世界发电总量的1/10。可见,潮汐能的开发具有很大的潜力。
尽管地球上的潮汐能很丰富,但并不是世界上所有的海滨地带都能进行潮汐能发电。利用潮汐能发电,必须具备两个物理条件:首先潮汐的幅度必须大,至少要有几米;其次海岸地形必须能储蓄大量海水,并可进行土建工程。
人类研究利用潮汐能发电已有上百年的历史。早在20世纪初,欧、美一些国家就开始潮汐发电的研究。第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的位于法国圣马洛湾朗斯河口的朗斯电站。朗斯河口最大潮差13.4米,平均潮差8米。朗斯潮汐电站的总装机容量24万千瓦,年发电量5亿多度,输入国家电网。1968年,前苏联在其北冰洋的不冻港──摩尔曼斯克附近的基斯拉雅湾建成了一座800千瓦的试验潮汐电站。1980年,加拿大在芬地湾兴建了一座2万千瓦的中间试验潮汐电站。
潮汐能是可再生的清洁能源,世界上适于建设潮汐电站的许多国家和地区都在研究、设计或建设潮汐电站。其中包括:美国阿拉斯加州的库克湾、加拿大芬地湾、英国塞文河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚达尔文范迪门湾、印度坎贝河口、俄罗斯远东鄂霍茨克海品仁湾、韩国仁川湾等地。随着技术进步,潮汐发电成本的不断降低,今后,将不断会有大型现代潮汐电站建成使用。
我国是世界上潮汐能丰富的国家之一,开发潮汐能资源能够缓解我国能源紧张问题。尽管我国潮汐能开发已有40多年历史,建成并长期运行的电站有8座,总装机容量6120千瓦,但中国的潮汐电站规模都较小,即便是号称亚洲最大的温岭市江厦潮汐试验电站,其总装机容量也只有法国朗斯潮汐电站(24万千瓦)的l/75。我国的一些沿海地区具有建设大型潮汐电站的资源优势。因此,在潮汐能丰富的滨海地区建立大型潮汐能发电站是大势所趋。据勘查表明,仅浙江省沿海地区就有多处建造万千瓦级潮汐电站的理想站址,潮汐能可开发装机容量高达88000千瓦,年发电量可在263亿千瓦/时以上。
专业人士认为,开发潮汐能不仅可以缓解能源紧张问题,还有可观的库区综合利用效益。据1999年对浙江江厦电站的统计,电站库区的围垦土地种植和围塘、滩涂、水面水产养殖的总产值达3680万元,净收入为755万元。由此可见,在我国大力开展潮汐能发电的研究与开发势在必行。
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