海洋能源有哪些种类?

海洋能源有哪些种类?,第1张

1.潮汐能

所谓潮汐能,就是因月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面周期性地升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量。

潮汐能可以像水能和风能一样用来推动水磨、水车等,也可以用来发电。当前,潮汐能的主要功能就是发电。

世界最大的潮汐能源系统

利用潮汐能发电,首先要做的就是在海湾或河口建筑拦潮大坝。形成水库,在坝中修建机房,安装水轮发电机,利用水位差使海水带动水轮机发电。建成潮汐发电站后还有利于海产养殖业的发展。

世界上,潮汐能主要多分布在潮差较大的喇叭形海湾和河口地区,如加拿大的芬迪湾、巴西的亚马逊河口、南亚的恒河口和中国的钱塘江口等都蕴藏着大量的潮汐能。

我国海岸线的长度为18万公里,潮汐能资源十分丰富。在潮汐能资源的开发利用上,目前我国沿海地区已经修建了一些中小型潮汐发电站。在温岭江厦港,就有一座我国规模最大的潮汐发电站——江厦潮汐发电站,它还是世界第三、亚洲第一大潮汐发电站。潮汐发电站受潮水涨落的影响,具有很大的不稳定性,海水对水轮机及其金属构件的腐蚀及水库泥沙淤积问题都较严重。这些问题都是急需解决的,只有将这些做好,就能更好地利用潮汐能来发电。

2.波浪能

波浪能集有许多优点,比如能量密度高、分布面广泛。特别是在能源消耗多的冬季,可以利用的波浪能能量也最大。它的能量如此巨大,一直都吸引着沿海的能工巧匠们。他们想尽各种办法,期望能够驾驭海浪开辟新天地。

波浪能发电

波浪能电站

具体而言,波浪能就是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。海洋表面的海水受太阳辐射给予的热量,可以说它是世界最大的太阳能收集器。温暖的地表海水,造成与深海海水之间的温差,由于风吹过海洋时产生风波,这种风波在辽阔的海洋表面上,风能以自然储存于水中的方式进行能量转移,因此,说波浪能是太阳能的另一种浓缩形态,并不是没有道理的。

在所有海洋能源中,波浪能是最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的,它事实上是吸收了风能而形成的,它的能量传递速率与风速有一定关系,也和风与水相互作用的距离(即风区)有关。水团相对于海平面发生位移时,使波浪具有势能,而水质点的运动,则使波浪具有动能,从而使波浪能发挥出作用。

在风较多的沿海地带,波浪能的密度通常都很高。例如,英国沿海、美国西部沿海和新西兰南部沿海等都是风区,有着十分有利的波候。而我国的浙江、福建、广东和台湾沿海的波能也较为丰富,在工业经济发展上功不可没。

波浪能之所以能够发电是通过波浪能装置,将波浪能首先转换为机械能,再最终转换成电能。这一技术源自于20世纪80年代初,西方海洋大国利用新技术优势纷纷展开实验,但受客观条件和技术影响,所取得的效果效益有好有差。

3.海流能

简而言之,海流所存储的动能就是海流能。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。与波浪能相比,海流能的变化要平稳且有规律得多。海流能有着很大的开发价值。

海流能的利用方式主要是发电。1973年,美国研制出一种名为“科里奥利斯”的巨型海流发电装置。该装置为管道式水轮发电机。机组长l10米,管道口直径170米,安装在海面下30米处。在海流流速为23米/秒条件下,该装置获得83万千瓦的功率。此外,日本、加拿大也在大力研究试验海流发电技术。到目前为止,我国的海流发电研究也已经有样机进入中间试验阶段,发展前景不可限量。

相比陆地上的江河,利用海流发电要方便得多,它既不受洪水的威胁,又不受干旱的影响,几乎以常年不变的水量和一定的流速流动,为人类提供了可靠的能源。

利用海流发电,除了上面所说的类似江河电站管道导流的水轮机外,还有类似风车桨叶或风速计那样机械原理的装置。一种海流发电站,有许多转轮成串地安装在两个固定的浮体之间,在海流冲击下呈半环状张开,看上去很像花环,因此被称为花环式海流发电站,它是目前海流发电站的主要形式。

4.海洋温差能

海洋是一个巨大的吸热体,仔细观察不难发现,地球上的海洋除了南北的极地和部分浅海外,通常不会结冰,尤其是赤道附近的海域,海水表面温度几乎是恒温的,因此在描述海洋时人们都说它是温暖的。海洋深处的海水温度却很低,它一年四季温度只有摄氏几度,无论如何,太阳也没有办法把它晒热,这与海洋上层的温水比较,大约有20℃的温差。在热力学上,凡有温度差异都可用来作功,这就是我们所要讲的海洋温差能。

大多数情况下,海洋温差是指南纬25°至北纬32°之间海域中海水深层与表层的温度差。我国位于东半球,拥有较好的海洋温差条件,尤其是台湾附近海水温差更大,能够使人们得以很好地利用。

海洋温差能的主要功能就是利用温差发电。海洋温差发电主要采用两种循环系统,一种是开式,一种是闭式。在开式循环中,表层温海水在闪蒸蒸发器中,由于闪蒸而产生蒸汽,蒸汽进入汽轮机做功后流入凝汽器,由来自海洋深层的冷海水将其冷却。在闭式循环中,来自海洋表层的温海水先在热交换器内将热量传给丙烷、氨等低沸点工质,使之蒸发,产生的蒸汽推动汽轮机做功后再由冷海水冷却。在这个循环的过程中,可以不断地将海水的温差变成电力,由此使发电成为实现。

4.海洋盐差能

所谓盐差能,就是指海水与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。这种能量主要存在于河流与海洋的交接处。同时,淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。盐差能是海洋能源中密度最大的一种可再生能源。海洋盐差能可以用来发电在很久以前已被人们认识到。

其发电原理主要是:当把两种浓度不同的盐溶液盛在一个容器中时,浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶中扩散,一直到两者浓度达到一致。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。有学者在经过详细的计算后发现在17℃时,如果有1摩尔盐类从浓溶液中扩散到稀溶液中去,就会释放出5500焦的能量来。由此专家设想到:只要有大量浓度不同的溶液可供混合,就一定会有巨大的能量释放出来。经过进一步计算还发现,如果利用海洋盐分的浓度差来发电,它的能量可排在海洋波浪发电能量之后,但又要大于海洋中的潮汐能和海流能。

利用盐差能发电有多种方式,比如有渗透压式、蒸汽压式和机械一化学式等,其中渗透压式方案获得了人们最大的重视。将一层半渗透膜放在不同盐度的两种海水之间,通过这个膜会产生一个压力梯度,迫使水从盐度低的一侧渗透到盐度高的一侧,从而稀释高盐度的水,直到膜两侧水的盐度变成一致。此压力称为渗透压,它与海水的盐浓度及温度有着很大的关联。

据估算,地球上存在的可利用的盐差能达26亿千瓦,其能量甚至比温差能还要大。由此可见,海洋中蕴藏着巨大的能量,只要海水不枯竭,其能量就生生不息。作为新型的能源,海洋能源已吸引了全世界越来越多人的兴趣。

海洋开发技术是海洋技术的一个分支,是人类进行海洋开发,实现海洋实际价值所采取的手段的总称,它是海洋开发吸收和消化各种现代科学技术、通用技术,使之适应海洋这个特殊的环境而形成的。按海洋开发的性质,它分为海洋生物资源、油气资源、海底矿产资源、海洋能源、海水综合利用和海洋环境保护等专项开发技术。它为传统海洋产业的改造和新兴海洋产业的迅速发展创造了条件,促进了海洋产业结构的调整。如海洋生物技术促进了海水增养殖业的发展,把传统的“狩猎”式渔业改造为新兴“栽培”式和“放牧”式渔业;深海采油技术不仅加速了海洋油气业的发展,也加速了海洋服务业的发展,使海洋油气业的产值达到占海洋开发总产值一半以上的水平。

物联网是在互联网的基础上通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等信息传感设备达到物物相连,并可进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。所以物联网综合了互联网、RFID、GPS、激光扫描器等,其中涉及到不同的专业,从目前来讲不仅是个跨多个专业的行业且是个高新技术的行业。
首批增加该专业的高校:
序号
主管部门、学校名称
专业代码
专业名称
修业
年限
学位授
予门类

工业和信息化部

1
北京航空航天大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

2
北京理工大学
080640S
物联网工程
四年
工学

3
北京理工大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

4
哈尔滨工业大学
080640S
物联网工程
四年
工学

5
哈尔滨工业大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

6
哈尔滨工业大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

7
哈尔滨工程大学
080640S
物联网工程
四年
工学

8
哈尔滨工程大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

9
哈尔滨工程大学
080644S
水声工程
四年
工学

10
南京航空航天大学
080640S
物联网工程
四年
工学

11
南京理工大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

12
南京理工大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

13
西北工业大学
080640S
物联网工程
四年
工学

14
西北工业大学
080644S
水声工程
四年
工学

交通运输部

15
大连海事大学
080641S
传感网技术
四年
工学

教育部

16
中国人民大学
020121S
能源经济
四年
经济学

17
北京科技大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

18
北京科技大学
080640S
物联网工程
四年
工学

19
北京化工大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

20
北京邮电大学
080640S
物联网工程
四年
工学

21
中国传媒大学
050307S
新媒体与信息网络
四年
文学

22
华北电力大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

23
华北电力大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

24
华北电力大学
080645S
智能电网信息工程
四年
工学

25
华北电力大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

26
中国石油大学(北京)
081106S
能源化学工程
四年
工学

27
南开大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

28
天津大学
080215S
功能材料
四年
工学

29
天津大学
080640S
物联网工程
四年
工学

30
天津大学
080642S
微电子材料与器件
四年
工学

31
大连理工大学
080215S
功能材料
四年
工学

32
大连理工大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

注:专业代码加有“S”者为在少数高校试点的目录外专业。
33
大连理工大学
080640S
物联网工程
四年
工学

34
大连理工大学
080641S
传感网技术
四年
工学

35
大连理工大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

36
大连理工大学
081303S
海洋资源开发技术
四年
工学

37
东北大学
080215S
功能材料
四年
工学

38
东北大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

39
东北大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

40
东北大学
080640S
物联网工程
四年
工学

41
吉林大学
080640S
物联网工程
四年
工学

42
华东理工大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

43
华东理工大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

44
东华大学
080215S
功能材料
四年
工学

45
东南大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

46
东南大学
080641S
传感网技术
四年
工学

47
中国矿业大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

48
河海大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

49
河海大学
080640S
物联网工程
四年
工学

50
江南大学
080640S
物联网工程
四年
工学

51
中国药科大学
081107S
生物制药
四年
工学

52
中国药科大学
100812S
药物分析
四年
理学

53
中国药科大学
100813S
药物化学
四年
理学

54
浙江大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

55
浙江大学
081302S
海洋工程与技术
四年
工学

56
合肥工业大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

57
合肥工业大学
080640S
物联网工程
四年
工学

58
山东大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

59
山东大学
080640S
物联网工程
四年
工学

60
中国海洋大学
081303S
海洋资源开发技术
四年
工学

61
中国石油大学(华东)
081009S
环保设备工程
四年
工学

62
武汉大学
080640S
物联网工程
四年
工学

63
武汉大学
081107S
生物制药
四年
理学

64
华中科技大学
080215S
功能材料
四年
工学

65
华中科技大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

66
华中科技大学
080640S
物联网工程
四年
工学

67
华中科技大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

68
华中科技大学
081107S
生物制药
四年
工学

69
武汉理工大学
080640S
物联网工程
四年
工学

70
武汉理工大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

71
湖南大学
080640S
物联网工程
四年
工学

72
湖南大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

73
中南大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

74
中南大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

75
中南大学
080640S
物联网工程
四年
工学

76
重庆大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

77
重庆大学
080640S
物联网工程
四年
工学

78
西南交通大学
080640S
物联网工程
四年
工学

79
电子科技大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

80
电子科技大学
080640S
物联网工程
四年
工学

81
电子科技大学
080641S
传感网技术
四年
工学

82
四川大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

83
四川大学
080640S
物联网工程
四年
工学

84
四川大学
080642S
微电子材料与器件
四年
工学

85
西安交通大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

86
西安交通大学
080640S
物联网工程
四年
工学

87
兰州大学
080215S
功能材料
四年
工学

国务院侨务办公室

88
华侨大学
080215S
功能材料
四年
工学

北京市

89
北京工业大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

90
北京学院
050432S
数字技术
四年
文学

天津市

91
天津理工大学
080215S
功能材料
四年
工学

92
天津中医药大学
100814S
中药制药
四年
理学

河北省

93
河北工业大学
080215S
功能材料
四年
工学

94
石家庄铁道大学
080215S
功能材料
四年
工学

山西省

95
太原理工大学
080640S
物联网工程
四年
工学

96
山西医科大学
081107S
生物制药
四年
理学

辽宁省

97
沈阳工业大学
080215S
功能材料
四年
工学

98
沈阳建筑大学
080215S
功能材料
四年
工学

99
沈阳建筑大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

吉林省

100
长春理工大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

101
长春理工大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

102
长春工业大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

黑龙江省

103
东北石油大学
080111S
海洋油气工程
四年
工学

104
东北石油大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

105
哈尔滨理工大学
080641S
传感网技术
四年
工学

上海市

106
上海理工大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

江苏省

107
苏州大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

108
苏州大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

109
苏州大学
080640S
物联网工程
四年
工学

110
南京工业大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

111
南京工业大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

112
南京邮电大学
080645S
智能电网信息工程
四年
工学

113
江苏大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

114
江苏大学
080640S
物联网工程
四年
工学

115
南京中医药大学
081107S
生物制药
四年
理学

116
南京师范大学
081303S
海洋资源开发技术
四年
理学

安徽省

117
安徽大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

福建省

118
福建师范大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

江西省

119
江西中医学院
100814S
中药制药
四年
理学

120
南昌大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

121
南昌大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

山东省

122
山东科技大学
080640S
物联网工程
四年
工学

123
山东理工大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

湖南省

124
湘潭大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

125
湘潭大学
081009S
环保设备工程
四年
工学

126
湖南师范大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

127
南华大学
081008S
核安全工程
四年
工学

广东省

128
广州中医药大学
100814S
中药制药
四年
理学

129
华南师范大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

四川省

130
西南石油大学
080111S
海洋油气工程
四年
工学

131
西南石油大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

132
成都理工大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

云南省

133
昆明理工大学
080215S
功能材料
四年
工学

陕西省

134
西北大学
080640S
物联网工程
四年
工学

135
西北大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

136
西安建筑科技大学
080215S
功能材料
四年
工学

137
西安建筑科技大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

138
西安石油大学
080111S
海洋油气工程
四年
工学

甘肃省

139
兰州理工大学
080215S
功能材料
四年
工学

新疆维吾尔自治区

140
新疆大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

2007年9月4日,国家发展和改革委员会向社会发布了《可再生能源中长期发展规划》,明确了中国可再生能源发展的战略地位。其中明确指出:今后一个时期,我国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能,并积极推进地热能和海洋能的开发利用。2020年前总投资将达2万亿元。这意味着我国将大力发展新能源。同时对海洋领域来说,则意味着海洋新能源的开发迎来了一个新的发展契机。

海洋新能源主要包括海洋风能、波浪能、潮汐能、还有海洋生物能等,由于这些资源丰富、清洁干净、可再生性强,与生态环境和谐,被联合国环境组织视为目前最理想、最有前景的替代能源之一。我国有18000千米的海岸线、300多万平方千米的管辖海域,海洋能源十分丰富,利用价值极高。其中,近海域波浪的蕴藏量约为15亿千瓦,可开发利用量约3000万~3500万千瓦,海洋风能约有7亿千瓦左右。同时,我国又是世界能源消费大国,大力发展海洋新能源符合国情,对于优化能源消费结构,减少污染,保护环境,支撑经济社会可持续发展,意义十分重大。

目前,我国对于海洋新能源的利用才刚刚开始,尚未形成规模开发,海洋风电、潮汐等产业存在着科技创新水平相对落后,激励机制不够完善,尚未形成新能源持续发展的长效机制等方面的问题。特别是由于海洋新能源研发、生产投资成本高,短时间内难有明显经济效益,目前在沿海大多数地区海洋新能源开发仍受到冷落,没有引起有关方面足够的重视。这其中重要的原因是缺乏战略眼光,尚未意识到海洋新能源开发利用的广阔前景和市场潜力,尤其没有认识到发展海洋新能源对保护环境的积极作用。

数字显示,中国单位GDP能源消耗是世界平均水平的4倍,每年我国的GDP增长,有大约4%~6%被环境代价抵消。近年来,沿海地区传统的高消耗、高排放、低效率的粗放型增长方式在给海洋经济带来高速增长的同时,也付出了高昂的环境代价。要想改变过去高消耗高污染的经济增长模式,办法之一就是大力发展包括海洋能源在内的各种可再生能源。

海洋新能源对我国海洋事业的发展还有着特别的意义:第一,海洋新能源的开发可以促进海洋产业的发展,扩大、提升海洋经济的规模和内涵,进而带动沿海地区经济的发展;第二,目前海洋经济结构要调整,增长方式要转变,发展海洋新能源就是海洋产业和技术发展的一个新的抓手和重点;第三,在海洋新能源领域,世界面临着很多共同的新技术创新问题,我国在建设海洋强国的过程中,有条件抓住机遇,在海洋新能源技术领域实现较快发展。

海洋新能源是一项新兴的事业,发展空间和潜力很大。据悉,下一步将进一步加强新能源技术发展和产业示范,加强新能源体系化建设。“十一五”规划也指出,要大力发展新能源,实行优惠的财税投资政策和强制性的市场份额,鼓励生产和消费新能源,这都为海洋新能源的开发提供了一个很好的发展机遇。如何把握这一契机,促进海洋新能源技术的成熟和产业的发展,使海洋新能源在我国未来经济结构中发挥应有的作用,还有待沿海各地及海洋领域方方面面的共同努力。

海洋能源、资源的开发与利用,海洋与全球变化、海洋环境与生态的研究是人类维持自身的生存与发展,拓展生存空间,充分利用地球上这块最后的资源丰富的宝地的最为切实可行的途径。海洋开发,需要获取大范围、精确的海洋环境数据,需要进行海底勘探、取样、水下施工等。要完成上述任务,需要一系列的海洋开发支撑技术,包括深海探测、深潜、海洋遥感、海洋导航等。

您好,平潭智慧岛是福建省平潭综合实验区建设的国家级科技创新中心,其研发成果主要包括以下几个方面:
1人工智能技术:平潭智慧岛在人工智能领域取得了一系列研发成果,如人脸识别、语音识别、机器翻译等技术,这些技术的应用可以提高生产效率和服务质量。
2物联网技术:平潭智慧岛建设了一套完整的物联网系统,实现了对物品、设备等的实时监测和控制,可以提高生产效率和资源利用率。
3智慧农业技术:平潭智慧岛在智慧农业领域取得了一系列创新成果,如智能化种植、精准施肥、智能化灌溉等技术,可以提高农业生产效率和质量。
4智慧城市技术:平潭智慧岛在智慧城市建设方面也取得了一系列成果,如智能交通、智慧环保、智慧安防等技术,可以提高城市管理效率和居民生活质量。
总之,平潭智慧岛的研发成果涵盖了人工智能、物联网、智慧农业、智慧城市等多个领域,为推动区域经济发展和社会进步做出了积极贡献。


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