1. 海洋能源开发工程
1.可对海洋进一步的了解,促进以后的社会发展。
2.国家的发展、民族的振兴,都与海洋息息相关。海洋运输成本低,80%以上的对外贸易通过海路。如果海洋安全得不到保证,我们的对外开放、经济发展也得不到保障。解决人口、环境和资源三大问题,主要也依靠海洋。振兴海洋和振兴国家、振兴整个民族是连在一起的。对于保护海洋有两点建议:一是开发利用海洋的可持续发展,不能“竭泽而渔”,防止破坏性地开发海洋资源。另外要防止海洋污染,开发海洋资源和保护海洋环境同步。应该努力提高现有油田采收率和油气资源利用率,还有积极开发可燃冰、潮汐、温差、海流等新的海洋能源。
2. 海洋能源开发利用技术
海洋中有丰富的资源。在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下,开发利用海洋中丰富的资源,已是历史发展的必然趋势。目前,人类开发利用的海洋资源,主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。
海水可以直接作为工业冷却水源,也是取之不尽的淡化水源。发展海水淡化技术,向海洋要淡水,是解决世界淡水不足问题的重要途径之一。
海水中已发现的化学元素有80多种。目前,海洋化学资源开发达到工业规模的有食盐、镁、溴、淡水等。随着科学技术的发展,丰富的海洋化学资源,将广泛地造福于人类。
海洋中有20多万种生物,其中动物18万种,包括16000多种鱼类。在远古时代,人类就已开始捕捞和采集海产品。现在,人类的海洋捕捞活动已从近海扩展到世界各个海域。渔具、渔船、探鱼技术的改进,大大提高了人类的海洋捕捞能力。海洋中由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源,除了直接捕捞供食用和药用外,通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。
在大陆架浅海海底,埋藏着丰富的石油、天然气以及煤、硫、磷等矿产资源。在近岸带的滨海砂矿中,富集着砂、贝壳等建筑材料和金属矿产。在多数海盆中,广泛分布着深海锰结核,它们是未来可利用的潜力最大的金属矿产资源(图3.14《深海锰结核》)。
海水运动中蕴藏着巨大的能量,它们属于可再生能源,而且没有污染。但是,这些能量密度很小,要开发利用它们,必须采用特殊的能量转换装置。现在,具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电,但是工程投资较大,效益也不高。
海洋渔业生产
海洋渔业资源主要集中在沿海大陆架海域,也就是从海岸延伸到水下大约200米深的大陆海底部分。这里阳光集中,生物光合作用强,入海河流带来丰富的营养盐类,因而浮游生物繁盛(图3.15《大陆架剖面示意》)。这些浮游生物是鱼类的饵料,它们在海洋中分布很不均匀,一般在温带海区比较多。
温带地区季节变化显著,冬季表层海水和底部海水发生交换时,上泛的底部海水含有丰富的营养盐类,这些营养盐类来自海洋中腐烂的生物遗体。暖流和寒流交汇处或有冷海水上泛的地方,饵料比较丰富。这些地方通常是渔场所在地(图3.16《世界主要渔业地区的分布》)。因此,尽管大陆架水域只占海洋总面积的7.5%,渔获量却占世界海洋总渔获量的90%以上。
世界主要渔业国都分布在温带地区,这些温带国家鱼产品消费量高,市场需求大。中国和日本是世界海洋渔获量较多的国家。中国在充分利用近海渔场(图3.17《舟山渔场的沈家门渔港》)和浅海滩涂大力发展海洋捕捞和海水增养殖业的同时,远洋捕捞也获得了较大的发展。日本可耕地有限,人口密度高,因此海洋水产品在食品结构中比重较大。
3. 海洋能源产业
海洋能源分类
潮汐能
潮汐能就是潮汐运动时产生的能量,是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来,到了11-12世纪,法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了二十世纪,潮汐能的魅力达到了高峰,人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计,全世界的海洋潮汐能约有二十亿多千瓦,每年可发电12400万亿度。
今天,世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口,年供电量达5.44亿度。一些专家断言,未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的,浮泛在全球潮汐之上的波浪。
波浪能
波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。
波浪能是巨大的,一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高,一个波高5米,波长100米的海浪,在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量,由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算,全球海洋的波浪能达700亿千瓦,可供开发利用的为20-30亿千瓦。每年发电量可达9-万亿度。
海流
除了潮汐与波浪能,海流可以作出贡献,由于海流遍布大洋,纵横交错,川流不息,所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流,在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业,当然也是冒险的事业。
海洋温差能
把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能,又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质,海洋的体积又如此之大,所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射,另外还有地球内部向海水放出的热量;海水中放射性物质的放热;海流摩擦产生的热,以及其他天体的辐射能,但99.99%来自太阳辐射。因此,海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一,可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪,直到1926年,他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。
盐度差能
此外,在江河入海口,淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦,其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。
4. 海洋能源开发技术
潮汐能。
海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中,汹涌而来的海水具有很大的动能,而随着海水水位的升高,就把海水的巨大动能转化为势能。在落潮的过程中,海水奔腾而去,水位逐渐降低,大量的势能大都转化为动能。海水在潮涨潮落运动中所包含的大量动能和势能,称为潮汐能。
5. 海洋能源开发前景分析
1.海洋拥有庞大的生物体系,为地球制造大量的氧气
2.海洋拥有丰富的生物资源,是蛋白质最大的供应基地
3.海洋中蕴藏着巨大的矿物资源.据科学家考证,在陆地上已发现的矿产,海洋里几乎都有,陆地上没有海洋中也有
4.海洋中有取之不尽的海洋化学和海洋能资源,包括海水中所含有的大量化学物质和淡水以及丰富的动力、水力和热能资源
5.海洋是药物王国。海洋中生长着20余万种生物和2万5千多种植物,是天然的海药资源
6.海洋具有巨大的自净能力,每天为地球分解大量有毒物质
7.海洋是人类赖以生存的气候调节器,是地球水循环的源头,不仅解决全球水源问题,而且还提供人类70%的氧气。
8.海洋中的石油是中国这个贫油国的现代化发展的动力源泉
9、海洋中的食品是中国这个人口大国的生存保证
10、海洋中的岛屿是中国人将来移民与休闲娱乐的重要场所
11、海洋中的海水是中国将来制造未经污染的淡水的重要来源
6. 海洋能源利用工程
海工是海洋工程
海洋工程是指以开发、利用、保护、恢复海洋资源为目的,并且工程主体位于海岸线向海一侧的新建、改建、扩建工程。一般认为海洋工程的主要内容可分为资源开发技术与装备设施技术两大部分,具体包括:围填海、海上堤坝工程,人工岛、海上和海底物资储藏设施、跨海桥梁、海底隧道工程,海底管道、海底电(光)缆工程,海洋矿产资源勘探开发及其附属工程,海上潮汐电站、波浪电站、温差电站等海洋能源开发利用工程,大型海水养殖场、人工鱼礁工程,盐田、海水淡化等海水综合利用工程,海上娱乐及运动、景观开发工程,以及国家海洋主管部门会同国务院环境保护主管部门规定的其他海洋工程。