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全國科普日|海洋環(huán)保能源，我們知道哪些？
2022-09-17
為做好2022年全國科技周活動，弘揚科學精神，普及海洋科學知識，通過組織群眾性科普活動，進一步提高公眾的海洋科學素質(zhì)，長沙海底世界積極響應(yīng)號召，制定了“喜迎二十大，科普向未來”之《海洋環(huán)保能源，我們知道哪些？》系列線上科普宣傳活動。今天，我們就帶大家認識一下那些海洋環(huán)保能源。
當人類進入21世紀，各種各樣的挑戰(zhàn)便接踵而至，在全球人口、資源以及環(huán)境這三大熱點挑戰(zhàn)中，人們越來越重視海洋的作用，以便在未來大陸有限的資源無法滿足人類的發(fā)展時，能在浩瀚的海洋中尋得持續(xù)前進的動力。
海洋資源包括海水、海洋生物、海洋能源、海底礦物資源，特別是海底油氣資源的開發(fā)利用，潛力將是非常巨大的。但是目前最引人注目的就是綠色環(huán)保的海洋能源了。
海洋環(huán)保能源有自己獨特的方式與形態(tài)，比如用潮汐、波浪、海流、溫度差、鹽度差、風能、太陽能等方式表達的動能、勢能、熱能、物理化學能等能源，這種再生性能源，永遠不會枯竭，也不會造成任何污染，將是人類今后重點探索的能源領(lǐng)域之一。
一、波浪能
海洋上的波浪無處不在，而波浪能主要是由風的作用引起的海水沿水平方向周期性運動而產(chǎn)生的能量。
據(jù)有關(guān)人員研究顯示，在一米長的波峰片上就有3120千瓦的能量，全球海洋的波浪能達700億千瓦，可供開發(fā)利用的為20-30億千瓦，每年發(fā)電量可達9萬億度，由此可以想象整個海洋的波浪所具有的能量是多么驚人。
二、潮汐能
潮汐能是以勢能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能與動能。它包括潮汐和潮流兩種運動方式所包含的能量，潮水在漲落中蘊藏著巨大能量，這種能量是永恒的、無污染的能量。
潮汐能的利用方式主要是發(fā)電。潮汐發(fā)電是利用海灣、河口等有利地形，建筑水堤，形成水庫，以便于大量蓄積海水，并在壩中或壩旁建造水利發(fā)電廠房，通過水輪發(fā)電機組進行發(fā)電。世界上潮差的較大值約為13—15m，但一般說來，平均潮差在3m以上就有實際應(yīng)用價值。
三、海洋溫差能
海洋溫差蘊涵著巨大的能量，由于海水是一種熱容量很大的物質(zhì)，海洋體積又如此之大，海水容納的熱量也將是巨大的，這些熱能總體可轉(zhuǎn)換為電能的約為20億千瓦。
截至目前，海洋溫差能還只是一項概念大于實際應(yīng)用的海洋能源項目。因其科技含量比較高，涉及許多耐壓、絕熱、防腐材料問題，以及熱能利用效率問題（效率現(xiàn)僅2%），且投資巨大，一般的國家無實力支持。
四、鹽度差能
在江河入海口，淡水與海水之間存在著鹽度差，這種鹽度差也可以作為能量使用。目前全世界可利用的鹽度差能約26億千瓦，其能量甚至比溫差能還要大。
鹽度差能發(fā)電原理實際上是利用濃溶液擴散到稀溶液中釋放出的能量，目前距離實際應(yīng)用還有很長的一段距離要走。
五、海流能
海流能指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動所產(chǎn)生的能量，是一種以動能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。
海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對波浪而言，海流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律得多。潮流能隨潮汐的漲落，每天兩次改變大小和方向。
一般來說，最大流速在2m/s以上的水道，其海流能均有實際開發(fā)的價值，據(jù)估計全球海流能高達10億千瓦。
六、海上光伏
光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要依靠半導(dǎo)體材料來產(chǎn)生光伏效應(yīng)，將接收到的太陽能直接轉(zhuǎn)化成為電能。海上光伏項目所能產(chǎn)生的電量，已經(jīng)超出同等條件下屋頂和地面光伏發(fā)電系統(tǒng)的10%。
海上光伏已經(jīng)成為全球普遍認可的應(yīng)用形式，據(jù)統(tǒng)計，全球海上光伏潛在容量約40億千瓦，我國海岸線漫長，海上光伏理論可安裝量超0.7億千瓦。
七、海上風電
風電原理是利用風力帶動風車葉片旋轉(zhuǎn)，促使發(fā)電機發(fā)電。
水深小于60米的水域擁有80%的海上風能資源潛力，深水位置的風能資源更好，漂浮式海上風電機組可以更好地利用這些潛力，GWEC即全球風能協(xié)會對漂浮式海上風電的預(yù)測為0.165億千瓦。
【文章來源】
網(wǎng)絡(luò)資料整理
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編輯|三水·佳
審稿|陳Qiao
總策劃|郝叔叔
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