绿色新能源-海洋能课件

1、绿色新能源海洋能绿色化工技术与海洋能什么是海洋能？海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能等形式存在于海洋之中。即：蕴藏在海洋中的可再生能源。ABCFED潮汐能与浪能海洋热能海风能温差能盐差能海流能海洋能的种类潮汐能与浪能潮汐能指在涨潮和落潮过程中产生的势能。潮汐能的强度和潮头数量和落差有关。通常潮头落差大于3m的潮汐就具有产能利用价值。潮汐能主要用于发电。潮汐能与浪能浪能指蕴藏在海面波浪中的动能和势能。浪能主要用于发电，同时也可用于输送和抽运水、供暖、海水脱盐。海洋温差能海水温差能是指海洋表层海水和深层海水之

2、间水温差的热能，是海洋能的一种重要形式。低纬度的海面水温较高，与深层冷水存在温度差，而储存着温差热能，其能量与温差的大小和水量成正比。温差能的主要利用方式为发电，首次提出利用海水温差发电设想的是法国物理学家阿松瓦尔，1926年，阿松瓦尔的学生克劳德试验成功海水温差发电。1930年，克劳德在古巴海滨建造了世界上第一座海水温差发电站，获得了10kW的功率。温差能利用的最大困难是温差大小，能量密度低，其效率仅有3%左右，而且换热面积大，建设费用高，各国仍在积极探索中。温差能发电原理（热能）海洋盐差能盐差能是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能，是以化学能形态出现的海洋能。主要存

3、在与河海交接处。同时，淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。据估计，世界各河口区的盐差能达30TW，可能利用的有2.6TW。我国的盐差能估计为1.1108kw，主要集中在各大江河的出海处，同时，我国青海省等地还有不少内陆盐湖可以利用。盐差能的研究以美国、以色列的研究为先，中国、瑞典和日本等也开展了一些研究。但总体上，对盐差能这种新能源的研究还处于实验室实验水平，离示范应用还有较长的距离。盐差能发电原理海流能海流能是指海水流动的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是一种以动能形态出现的海

4、洋能。海流能的利用方式主要是发电，其原理和风力发电相似。全世界海流能的理论估算值约为108kW量级。利用中国沿海130个水道、航门的各种观测及分析资料，计算统计获得中国沿海海流能的年平均功率理论值约为1.4X107kW。属于世界上功率密度最大的地区之一，利于开发。海风能近海风能是风能地球表面大量空气流动所产生的动能。在海洋上，风力比陆地上更加强劲，方向也更加单一。一台同样功率的海洋风电机在一年内的产电量，能比陆地风电机提高70%。 风能发电的原理：风力作用在叶轮上，将动能转换成机械能，从而推动叶轮旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。 我国近海风能资源是陆上风能资源的3倍，可开

5、发和利用的风能储量有7.5亿kW。长江到南澳岛之间的东南沿海及其岛屿是我国最大风能资源区以及风能资 源丰富区。资源丰富区有山东、辽东半岛、黄海之滨，南澳岛以西的南海沿海、海南岛和南海诸岛海洋热能指由于海洋表层水体和深层水体温度差引起的热能。与温差能相似，应用原理也相似。径向与轴向海洋热能我国的海洋能利用现状我国从20世纪80年代开始，在沿海各地区陆续兴建了一批中小型潮汐发电站并投入运行发电。其中最大的潮汐电站是1980年5月建成的浙江省温岭市江厦潮汐试验电站，它也是世界已建成的较大双向潮汐电站之一。总库容490万立方米，发电有效库容270万立方米。这里的最大潮差8.39米，平均潮差5.08米；

6、电站功率3200千瓦。据了解，江厦电站每昼夜可发电1415小时，比单向潮汐电站增加发电量30%40%。江厦电站每年可为温岭、黄岩电力网提供100亿瓦/小时的电能。海洋中另一种神秘能源可燃冰：天然气水合物，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。可燃冰的形成与利用可燃冰，是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物（碳的电负性较大，在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键，构成笼状结构）。一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解

7、。即：形成可燃冰有三个基本条件：温度、压力和原材料。天然气水合物燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。开采时只需将固体的“天然气水合物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。热激发开采法、减压开采法、化学试剂注入开采法（昂贵，污染）新的开采可燃冰方法CO2置换开采法。这种方法首先由日本研究者提出，方法依据的仍然是天然气水合物稳定带的压力条件。在一定的温度条件下，天然气水合物保持稳定需要的压力比CO2水合物更高。因此在某一特定的压力范围内，天然气水合物会分解，而CO2水合物则易于形成并保持稳定。如果此时向天然气水合物

8、藏内注入CO2气体，CO2气体就可能与天然气水合物分解出的水生成CO2水合物。这种作用释放出的热量可使天然气水合物的分解反应得以持续地进行下去。海水中的另一种新能源核能的利用是人类未来能源的希望所在。从目前的科学技术水平看，人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀；二是轻元素的聚变，如氘、氚。重元素的裂变技术，己得到实际应用；轻元素聚变技术，正在积极研制之中。不论是在核裂变反应的重元素铀，还是核聚变反应的轻元素氘、氚，在海洋中的储藏量都是巨大的。 海水中的氘与氚氘和氚都是氢的同位素。在一定条件下，它们的原子核可以互相碰撞而聚合成一种较重的原子核-氦核，同时把核中贮存的巨大能量(核能)释

9、放出来。一个碳原子完全燃烧生成二氧化碳时，只放出4电子伏特的能量，而氕-氚反应时能放出400万电子伏特的能量。氘-氚反应时能放出1780万电子伏特的能量。据计算，1公斤氛/燃料，至少可以抵得上4公斤铀燃料或l万吨优质煤燃料。海水中氘的含量为十万分之三，即1升海水中含有0.03克氘。这0.03克氘聚变时释放出采的-能量等于300升汽油燃烧的能量。因此，人们用1升海水300升汽油这样的等式来形容海洋中核聚变燃料储藏的丰富。人们已经知道，海水的总体积为137亿立方公里，所以海水中总共含有几亿亿公斤的氘。这些氘的聚变能量，足以保证人类上百亿年的能源消费。而且，氘的提取方法简便，成本较低，核聚变堆的运行也是十分安全的。因此，以海水中的氘、氚的核聚变能解决人类未来的能源需要将展示出最好的前景。 海水中的氘与氚氘-氚的核