严峻的能源现状

    人类文明发展的动力——能源

    能源亦称能量资源或能源资源，是指可产生各种能量或可做功的物质统称。能源包括可以直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源，可以分为一次能源和二次能源两类。一次能源又分为可再生能源和非再生能源，其中煤炭、石油和天然气三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础；除此以外，太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能以及核能等可再生能源也被包括在一次能源的范围内。二次能源则是指由一次能源直接或间接转换成其他种类和形式的能量资源，例如：电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等能源都属于二次能源。

    能源更是人类社会赖以生存和发展的物质基础，在国民经济中具有特别重要的战略地位。能源相当于城市的血液，它驱动着城市的运转。现代化程度越高的城市对能源的依赖越强，因为能源在维系以下重要功能：照明交通、餐饮、供暖、降温、自动化管理系统等。

    席卷全球的能源危机

    由于石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源枯竭，同时新的能源生产供应体系又未能建立而在交通运输、金融业、工商业等方面造成的一系列问题统称能源危机。

    根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候。如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，尤以欧美极大依赖于石油资源的发达国家受害为重。最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。

    为了避免上述窘境，目前美国、加拿大、日本、欧盟等都在积极开发如太阳能、风能、海洋能等可再生新能源，或者将注意力转向海底可燃冰等新的化石能源。同时，氢气、甲醇等燃料作为汽油、柴油的替代品，也受到了广泛关注。目前国内外热情研究的氢燃料电池电动汽车，就是此类能源中介应用的典型代表。

    能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。自工业革命以来，能源安全问题就开始出现。1913年，英国海军开始用石油取代煤炭作为动力时，时任海军上将的丘吉尔就提出了“绝不能仅仅依赖一种石油、一种工艺、一个国家和一个油田”这一迄今仍未过时的能源多样化原则。伴随着人类社会对能源需求的增加，能源安全逐渐与政治、经济安全紧密联系在一起。两次世界大战中，能源跃升为影响战争结局、决定国家命运的重要因素。法国总理克莱蒙梭曾说，“一滴石油相当于我们战士的一滴鲜血”。可见，能源安全的重要性在那时便已得到国际社会普遍认可。

    20世纪70年代爆发的两次石油危机使能源安全的内涵得到极大拓展，特别是1974年成立的国际能源署正式提出了以稳定石油供应和价格为中心的能源安全概念，西方国家也据此制定了以能源供应安全为核心的能源政策。在此后的二十多年里，在稳定能源供应的支持下，世界经济规模取得了较大增长。但是，人类在享受能源带来的经济发展、科技进步等利益的同时，也遇到一系列无法避免的能源安全挑战，能源短缺、资源争夺以及过度使用能源造成的环境污染等问题威胁着人类的生存与发展。

    今天的世界人口已经突破60亿，比上个世纪末期增加了2倍多，而能源消费据统计却增加了16倍多。无论多少人谈论“节约”和“利用太阳能”或“打更多的油井或气井”或者“发现更多更大的煤田”，能源的供应却始终跟不上人类对能源的需求。当前世界能源消费以化石资源为主，其中中国等少数国家是以煤炭为主，其它国家大部分则是以石油与天然气为主。按目前的消耗量，专家预测石油、天然气最多只能维持不到半个世纪，煤炭也只能维持一两个世纪。所以不管是哪一种常规能源结构，人类面临的能源危机都日趋严重。

    当前世界所面临的能源安全问题呈现出与历次石油危机明显不同的新特点和新变化，它不仅仅是能源供应安全问题，而是包括能源供应、能源需求、能源价格、能源运输、能源使用等安全问题在内的综合性风险与威胁。

    作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国，能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的l／10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。上个世纪90年代以来，中国经济的持续高速发展带动了能源消费量的急剧上升。自1993年起，中国由能源净出口国变成净进口国，能源总消费已大于总供给，能源需求的对外依存度迅速增大。煤炭、电力、石油和天然气等能源在中国都存在缺口，其中，石油需求量的大增以及由其引起的结构性矛盾日益成为中国能源安全所面临的最大难题。

    功过参半的常规能源

    石油

    石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的一种于化石燃料。石油是一种粘稠的深褐色液体。人类发现和利用石油的历史，十分悠久。我国的劳动人民早在3000多年前就开始利用石油，在古书《易经》里就有利用石油的记载。2000多年前，我国开采石油作燃料和润滑剂。到11世纪，我国开凿了第一批油井，并炼制出粗石油产品——“猛火油”，还加工制取了其他石油制品，如炭黑、石蜡、沥青等。我国北宋著名科学家沈括在他的名著《梦溪笔谈》中，首先使用了“石油”这个科学的名词，在此以前人们都把石油称作石蜡水、石漆等。沈括还提出了石油生存环境和发展前景的科学理论和预测。

    现代石油历史始于1846年，当时生活在加拿大大西洋省区的亚布拉罕·季斯纳发明了从煤中提取煤油的方法。1852年波兰人依格纳茨·卢卡西维茨发明了使用更易获得的石油提取煤油的方法。次年波兰南部克洛斯诺附近开辟了第一座现代的油矿。这些发明很快就在全世界普及开来了。1861年在巴库建立了世界上第一座炼油厂，出产世界上90%的石油，后来斯大林格勒战役就是为夺取巴库油田而展开的。

    19世纪石油工业的发展缓慢，提炼的石油主要是用来作为油灯的燃料。20世纪初随着内燃机的发明情况骤变，至今为止石油仍是最重要的内燃机燃料。如今石油已经成为人类文明进程中不可或缺的重要因素，在国民经济中占非常重要的地位。

    首先，石油是优质的动力燃料的原料。汽车、内燃机车、飞机、轮船等现代交通工具都是用石油的产品——汽油、柴油作动力燃料的。新兴的超音速飞机、导弹、火箭，也都以石油提炼出来的高级燃料为动力的。

    石油也是提炼优质润滑油的原料，一切转动机械的“关节”中添加的润滑油都是石油制品。

    石油还是重要的化工原料，石油化工厂利用石油产品可加工出5000多种重要的有机合成原料。常见的色泽美观、经久耐用的涤纶、尼龙、腈纶、丙纶等合成纤维，能与天然橡胶相比美的合成橡胶，苯胺染料、洗衣粉、糖精、人造皮革、化肥、炸药等等都是由石油产品加工而成的。

    石油经过微生物发酵，还可以制成合成蛋白。它是利用一种爱吃石蜡的嚼蜡菌，放在石油中的嚼蜡菌吃食石蜡后，会以惊人的速度繁殖起来。嚼蜡菌自身含有丰富的蛋白质，每公斤菌体含有相当于20只鸡蛋所含的蛋白质。如果将目前世界上年产30多亿吨石油中的石蜡的一半制成蛋白质，一年就可制得1.5亿吨人造蛋白，这是十分可观的人造蛋白资源。现在，人们已经用嚼蜡菌体作为饲料。不久将来，它们会被用来制作味道鲜美、营养丰富的食品，送上餐桌。

    就连炼油最后剩下的石油焦和沥青也都是宝贝。石油焦做炼钢炉里的电极，可以提高钢的产量，还可用它作为制造石墨的原料；沥青则可以制作油毡纸或铺路。石油被人们誉为工业的“血液”，是名不虚传的。

    如今世界不论是汽车、飞机，还是衣服、用具，人们的衣食住行已经与石油无法分离了。石油已经成为了世界上不可缺少的资源之一。然而，石油资源并不是取之不尽，用之不竭。石油资源的短缺早已不是什么新鲜的话题了，为了石油而燃起的战火总难止息。在能够取代石油的资源出现之前，对于石油的追求都将一直是世界的主题。

    经过持续百多年的不断开发，陆地上的石油资源越来越难以满足日益增长的石油需求，人们自然的把目光投向了广阔的海洋。海洋一直以来就是资源宝库，在石油上也不会让我们失望。波斯湾、墨西哥湾已成为世界上重要的石油场地，对于海洋石油资源的开发也在日益加快。

    然而随着人类的大规模开采，石油资源储量已经越来越少，有专家预料在不久的将来，石油资源就会彻底地枯竭。而且石油资源的利用对于环境也造成了巨大的危害，所以人们正在反思，用新型的能源去代替石油。

    煤炭

    煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质，由于地壳的变动不断地埋入地下，长期与空气隔绝，并在高温高压下，经过一系列复杂的物理化学变化等因素，形成的黑色可燃沉积岩。

    煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。在各大陆、大洋岛屿都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家，也是世界上主要产煤国，其中中国是世界上煤产量最高的国家。中国的煤炭资源在世界居于前列，仅次于美国和俄罗斯。

    中国也是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中，就发现有煤制工艺品，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为“石涅”，魏、晋时称煤为“石墨”或“石炭”。明代李时珍的《本草纲目》首次使用“煤”这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家，希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年着有《石史》，其中记载有煤的性质和产地；古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。

    煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，则是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高，标准煤的发热量为7000大卡每千克。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。

    煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外，更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油，即煤的低温干馏的液体产品——煤焦油。经过化学加工，从煤炭中能制造出成千上万种化学产品，所以它又是一种非常重要的化工原料，如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料，因此大型煤炭工业基地的建设，对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。

    此外，煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等，这些放射性元素和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料。

    煤炭对于现代化工业来说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。

    但是煤炭作为传统的能源，有着其无法避免的弊端，主要表现在环境污染和不可持续性两个方面上。

    1.环境污染

    煤炭燃烧过程中产生大量的二氧化碳，是造成地球温室效应的罪魁祸首。而且煤炭在燃烧的过程中产生的硫化物以及不完全燃烧时产生的一氧化碳，也逐渐威胁着人类的生命健康。

    2.不可持续

    煤炭虽然是地球上储量最大的化石燃料，但是随着人类工业进程的不断加快，对于煤炭的开采逐年增加，导致煤炭的储量逐年下降。由于煤炭与石油一样属于不可再生的资源，所以在不久地将来，人类将面临煤炭资源枯竭的局面。

    但在今后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰败，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭汽化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。然而煤炭终究也有枯竭的时刻，所以新能源的开发才是人类可持续发展的未来方向。

    天然气

    天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。天然气主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中，也有少量出于煤层。

    天然气与石油生成过程既有联系又有区别：石油主要形成于深成作用阶段，由催化裂解作用引起，而天然气的形成则贯穿于成岩、深成、后成直至变质作用的始终；与石油的生成相比，无论是原始物质还是生成环境，天然气的生成都更广泛、更迅速、更容易，各种类型的有机质都可形成天然气——腐泥型有机质则既生油又生气，腐植形有机质主要生成气态烃。因此天然气的成因是多种多样的。

    中国沉积岩分布面积广，陆相盆地多，形成优越的多种天然气储藏的地质条件。中国天然气资源量区域主要分布在中国的中西盆地。同时，中国还具有主要富集于华北地区非常规的煤层气远景资源。

    经过十几年的艰苦勘探，成果已清晰地展现在世人面前。它表明，在中国960万平方千米的土地和300多万平方千米的管辖海域下，蕴藏着十分丰富的天然气资源。

    中国的天然气储量丰富，开采和应用也进入了快轨道。天然气相对于煤炭和石油显得更为安全和环保，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，改善地球环境质量。天然气作为一种常规能源，相较于石油和煤炭来说，优点是很明显的。

    （1）绿色环保

    天然气是一种洁净环保的优质能源，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能够改善环境质量。

    （2）经济实惠

    天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为该地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。

    （3）安全可靠

    天然气无毒、易散发，比重轻于空气，不宜积聚成爆炸性气体，是较为安全的燃气。

    （4）改善生活

    随着家庭使用安全、可靠的天然气，将会极大改善家居环境，提高生活质量。

    但是同煤炭与石油一样，天然气作为传统的常规能源有着它的局限性，对于环境的污染虽然较弱，但是燃烧仍然会产生一定的二氧化碳，会造成地球的温室效应。而且天然气虽然储量巨大，而且开发得较晚，但是随着石油储量的急剧下降，人类将目光转向天然气，开采逐渐加剧，天然气也会面临枯竭的局面。

    常规能源引起的环境问题

    1.全球变暖

    近100多年来，全球平均气温经历了冷—暖—冷—暖两次波动，总得看为上升趋势。进入八十年代后，全球气温明显上升。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料如煤、石油等，排放出大量的二氧化碳等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的短波具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，导致全球气候变暖，也就是人们常说的“温室效应”。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。

    2.臭氧层破坏

    在地球大气层近地面约20～30千米的平流层里存在着一个臭氧层，其中臭氧含量占这一高度气体总量的十万分之一。臭氧含量虽然极微，却具有强烈的吸收紫外线的功能，因此，它能挡住太阳紫外辐射对地球生物的伤害，保护地球上的一切生命。然而人类生产和生活所排放出的一些污染物，如冰箱、空调等设备制冷剂的氟氯烃类化合物以及其他用途的氟溴烃类等化合物，它们受到紫外线的照射后可被激化，形成活性很强的原子与臭氧层的臭氧分子作用，使其变成氧分子。这种作用连锁般地发生，臭氧迅速耗减，使臭氧层遭到严重破坏。

    南极的臭氧层空洞，就是臭氧层破坏的一个最显著的标志。南极上空的臭氧层是在20亿年里形成的，可是在一个世纪里就被破坏了60%。北半球上空的臭氧层也比以往任何时候都薄，欧洲和北美上空的臭氧层平均减少了10%～15%，西伯利亚上空甚至减少了35%。因此科学家警告说，地球上空臭氧层破坏的程度远比一般人想象的要严重得多。

    3.酸雨

    酸雨是由于空气中二氧化硫和氮氧化物等酸性污染物引起的pH值小于5.6的酸性降水。受酸雨危害的地区，出现了土壤和湖泊酸化，植被和生态系统遭受破坏，建筑材料、金属结构和文物被腐蚀等等一系列严重的环境问题。酸雨在50年代最早出现于北欧及中欧，当时北欧的酸雨是欧洲中部工业酸性废气迁移所至。70年代以来，许多工业化国家采取各种措施防治城市和工业的大气污染，其中一个重要的措施是增加烟囱的高度。这一措施虽然有效地改变了排放地区的大气环境质量，但大气污染物远距离迁移的问题却更加严重，污染物越过国界进入邻国，甚至飘浮很远的距离，形成了更广泛的跨国酸雨。此外，全世界使用矿物燃料的量有增无减，也使得受酸雨危害的地区进一步扩大。全球受酸雨危害严重的有欧洲、北美及东亚地区。我国在80年代，酸雨主要发生在西南地区，到90年代中期，已发展到长江以南、青藏高原以东及四川盆地的广大地区。

    4.资源、能源短缺

    当前，世界上资源和能源短缺问题已经在大多数国家甚至全球范围内出现。这种现象的出现，主要是人类无计划、不合理地大规模开采所致。从石油、煤、水力和核能发展的情况来看，要满足人类对于资源的需求是十分困难的。因此，在新能源开发利用尚未取得较大突破之前，世界能源供应将日趋紧张。此外，其它不可再生性矿产资源的储量也在日益减少，这些资源终究会被消耗殆尽。

    将目光转向新能源

    由于常规能源的种种局限性，人们认识到必须找到一种新型的、可靠的、环保的、可持续发展的能源来代替即将枯竭的常规能源。在这种背景下，新型能源的概念被提了出来，并逐渐进入人们的视线。

    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。

    随着常规能源的勘探和采掘技术的不断进步，未来数十年内其成本依然会比其他零碳排放能源具有更强的竞争优势。此外，从美国的状况来看，未来50年能源供应结构依然会保持能源形式多样化的局面。但为了能够及时减缓未来全球气候变暖的风险，必须加速清洁能源和可再生能源技术大规模商业化应用的步伐。虽然任何技术创新都将取决于其所能带来的效益，但人类的惰性、现实状况及可预见的财务风险等因素，使人们更倾向于维持现状。为此，各国政府的政策必须致力于激励发明和创新，并使之能与市场力量密切配合。

    过去30年间，全球发生极端天气事件如极端高温、洪水和干旱等的频度不断增加，而越来越多的证据也表明极端天气事件与全球气候变暖有关。虽然缓解这种状况的总体代价具有巨大的不确定性，但我们需要制定相关政策，将各种能源形式的总体成本直接考量到其市场价格中。

    未来几十年，全球范围内使用经济合算的可再生能源的需求将会不断增加，人类利用可再生能源的效率也将会不断提高，其成本也会越来越具有竞争优势。随着科技的进步、研发投入的加大、公共政策关注力度的增加，以及公众认识程度的逐步提高，人类利用经济合算、可获取和具有可持续性的能源步伐一定会加快，并将以此推动作为经济增长的动力，增加能源安全和减缓全球气候变暖的风险。否则，人类将会遇到难以预测的后果。正如国际能源署在《全球能源展望》中所指出的那样——“如果我们人类不改变方向，未来将会在这条道路上毁灭自己。”

    海洋能源

    浩瀚的大海，不仅蕴藏着丰富的矿产资源，更有真正意义上取之不尽，用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源，也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态，就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”，永远不会枯竭，也不会造成任何污染。

    1.潮汐能

    潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水的势能，其利用原理和水力发电相似。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。

    潮汐能是人类利用最早的海洋动力资源。一千多年前的唐朝，我国沿海居民就利用潮力碾谷子，在山东地区就发现早期的潮汐磨。11世纪的欧洲西海岸的潮汐磨房使早期工业国家走上发财至富的道路，并把它带到美洲新大陆。1600年法国人在加拿大东海岸建起美洲第一个潮汐磨。在英国萨福尔克至今还保留着一个12世纪的潮汐磨，还在碾谷子供游客参观。

    20世纪初，欧、美一些国家开始研究潮汐发电。第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的法国郎斯电站。该电站位于法国圣马洛湾郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米，平均潮差8米。一道750米长的大坝横跨郎斯河。坝上是通行车辆的公路桥，坝下设置船闸、泄水闸和发电机房。郎斯潮汐电站机房中安装有24台双向涡轮发电机，涨潮、落潮都能发电。总装机容量24万千瓦，年发电量5亿多度。

    1968年，前苏联在其北方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2万干瓦的中间试验潮汐电站。试验电站、中试电站，那是为了兴建更大的实用电站做论证和准备用的。世界上适于建设潮汐电站的20几处地方，都在研究、设计建设潮汐电站。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，未来将不断会有大型现代潮汐电站建成使用。一些专家断言，未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。

    2.波浪能

    波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。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。

    波浪能量如此巨大，存在的如此广泛，自古吸引着沿海的能工巧匠们，想尽各种办法，企图驾驭海浪为人所用。水力可以满足全世界3倍的能源。

    波浪能利用的关键是波浪能转换装置。1985年，英国在苏格兰的艾莱岛建造了一座75千瓦的振荡水柱波力电站，1991年建成且并入当地电网。1995年8月，英国建造了第一座商业性波浪能发电站，输出功率为2兆瓦，可满足2000户家庭的用电要求。日本已有数座波浪能发电站投入运行，其中兆瓦级的“海明号”波浪能发电船，是世界上最著名的波浪能发电装置。

    3.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，是另一种以动能形态出现的海洋能。

    海流能的利用方式主要是发电，其原理和风力发电相似，几乎任何一个风力发电装置都可以改造成为海流能发电装置。但由于海水的密度约为空气的1000倍，且必须放置于水下，故海流发电存在着一系列的关键技术问题，包括安装维护、电力输送、防腐、海洋环境中的载荷与安全性能等。此外，海流发电装置和风力发电装置的固定形式和透平设计也有很大的不同。海流装置可以安装固定于海底，也可以安装于浮体的底部，而浮体通过锚链固定于海上。

    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。

    4.海洋温差能

    海洋是世界上最大的太阳能接收器。6000万平方公里的热带海洋平均每天吸收的太阳能，相当于2500亿桶石油所含的热量。如果我们将海洋中储存的热能开发出来，这就是海洋热能转换，通常也称作“海洋温差发电”。

    利用海洋温差发电的概念最早于1881年提出。但是世界上大部分科技发达的国家都处于纬度较高的温、寒带地区，或者是内陆国，没有发展海洋温差发电的基本条件。直到1979年在美国夏威夷建成世界上第一座海洋温差发电装置后，各国才开始重视这一新方法。

    目前日本在海洋能开发利用方面十分活跃，专门成立了海洋温差发电研究所，并在海洋热能发电系统和热交换器技术领域领先美国。1999年，日本和印度联合进行的1000千瓦海洋温差发电实验成功，推动了该技术的实用化。

    海洋温差电站对环境无不良影响，大规模开发时则需考虑对气候可能产生的影响。由于它可将深海富营养盐类的海水抽到上层来，将有利于海洋生物的生长繁殖。

    海洋温差电站的经济性在目前还不能与燃油电站相竞争，但它是可再生能源发电中最有潜力的方式之一。若将发电、海水养殖及供应淡水结合起来综合开发，则可取得更好的经济效果。对边远的海岛，开发海洋温差能，当前在经济上就可能是有利的。

    5.盐度差能

    在海水和江河水相交汇处，还蕴含着一种鲜为人知的盐差能。据估算，地球上存在着26亿千瓦可利用的盐差能，其能量甚至比温差能还要大。海洋盐差能发电的设想是1939年由美国人首先提出的。盐差能发电的原理是：当把两种浓度不同的盐溶液倒在同一容器中时，那么浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶中扩散，直到两者浓度相等为止。所以，盐差能发电，就是利用两种含盐浓度不同的海水化学电位差能，并将其转换为有效电能。

    我们可以看到海洋盐差能的蕴藏量是比较可观的，而且利用它几乎不带来任何污染，所以盐差能是一种很清洁的能源。如果能够有效开发它的话，这将对我们目前的能源紧张和环境污染的严峻形势有很大的缓解，即使由于各种技术上的原因没能有效开发它，这对我们提高认识新能源、开发新能源也是很有用的。

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