潮汐能利用与发电技术-现代能源化工课件

中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年(2016-2020年)规划纲要第三十章建设现代能源体系统筹水电开发与生态保护，坚持生态优先，以重要流域龙头水电站建设为重点，科学开发西南水电资源。继续推进风电、光伏发电发展，积极支持光热发电。以沿海核电带为重点，安全建设自主核电示范工程和项目。加快发展生物质能、地热能，积极开发沿海潮汐能资源。完善风能、太阳能、生物质能发电扶持政策。优化建设国家综合能源基地，大力推进煤炭清洁高效利用。限制东部、控制中部和东北、优化西部地区煤炭资源开发，推进大型煤炭基地绿色化开采和改造，鼓励采用新技术发展煤电。加强陆上和海上油气勘探开发，有序开放矿业权，积极开发天然气、煤层气、页岩油（气）。推进炼油产业转型升级，开展成品油质量升级行动计划，拓展生物燃料等新的清洁油品来源。中华人民共和国国家统计局2012-2015年我国能源消费总量与各能源消费比例十二、资源、环境和安全生产初步核算，全年能源消费总量43.6亿吨标准煤，比上年增长1.4%。煤炭消费量下降4.7%，原油消费量增长5.5%，天然气消费量增长8.0%，电力消费量增长5.0%。煤炭消费量占能源消费总量的62.0%，比上年下降2.0个百分点；水电、风电、核电、天然气等清洁能源消费量占能源消费总量的19.7%，上升1.7个百分点。全国万元国内生产总值能耗下降5.0%。工业企业吨粗铜综合能耗下降9.45%，吨钢综合能耗下降0.08%，单位烧碱综合能耗下降2.08%，吨水泥综合能耗下降1.81%，每千瓦时火力发电标准煤耗下降0.97%。《中华人民共和国2016年国民经济和社会发展统计公报》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。潮汐能：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。波浪能：利用海水的垂直运动、水平运动、水压、波浪水质点的运动等形式的能量。温差能：指海洋表层海水和深层海水之间的温差储存的热能。盐差能：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。海流能：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。

在海洋能当中，潮汐能开发是技术最成熟、市场最完善、应用范围最广的一种，也是目前唯一大规模开发与应用的海洋能电站。

从能源角度来说，潮汐发电其实就是利用海水涨落所产生的势能以及动能，通过采用水轮发电机将其转化成为电能的一个过程。在月球及太阳引力的作用下，地球上的海水会发生涨潮和退潮。而且，每逢满月及新月之日，在月球引力与太阳引力的同时作用下，会发生“大潮”。在大潮时，满潮与低潮的水位差变大，海水的流动也会加快。潮汐发电的原理就是利用海水在涨潮和退潮的过程中的巨大推动力进行发电。

我国幅员辽阔，海岸线曲折，有长达18000km的大陆海岸线和6500多个海岛海岸线，岸线长度共计超过32000km，蕴藏着丰富的潮汐能资源，理论蕴藏量约为1.1亿千瓦，可开发利用的约为2179万千瓦。

截至2011年，我国正在运行发电的潮汐电站共有8座：浙江乐清湾江厦潮汐试验电站、海山潮汐电站、沙山潮汐电站山东乳山县白沙口潮汐电站浙江象山县岳浦潮汐电站江苏太仓县浏河潮汐电站广西饮州湾果子山潮汐电站福建平潭县幸福洋潮汐电站

随着法国朗斯、我国江厦等潮汐电站的长期成功运行，潮汐能发电技术已成为成熟度等级最高、利用前景广阔的一类海洋可再生能源开发利用技术。第一种是单库单向式：

如我国浙江省温岭市沙山潮汐电站。这种型式的发电站主要在海边建设一个发电水库，在面临海水的一方设置一个闸门，当涨潮时将水库闸门开启，让海水逐渐进入水库中，在平潮时将水库闸门关闭，从而将水库中的海水困在发电站里，在落潮时将水库闸门开启，进而让海水推动水轮发电机组发电。因为只有一个水库，海水仅在落潮时单方向通过水轮发电机组进行发电。单库单向式潮汐电站的优点是设备简单，建设投资较低，缺点是潮汐能利用率低，发电过程不连续。第二种是单库双向式：

如我国浙江省温岭市江厦潮汐电站。这种型式的发电站也是修建一个水库，但是水轮机设备有单独的两套，可独立控制。在海水上升进入水库时，将水引入第一套设备，海水在经过第一套设备时推动水轮开始转动发电，在平潮时关闭第一套设备，潮落让海水通过第二套设备流出水库进行发电；可以利用海水的流进及流出双向发电。单库双向式潮汐电站潮汐能利用率高，但是设备比较复杂，建设投资也比较高。第三种是双库单向式：

这种型式的发电站需要一高一低建设两个水力相连的水库，在涨潮时开启高的水库闸门，让海水进入高水库，落潮时开启两个水库之间的闸门，让水通过低水库流回大海，当水由高的水库向低的水库流动时会有一定的落差，水轮利用这种落差产生的力量转动发电。双库单向式潮汐电站的优点是可实现连续发电，缺点是需要两个水库，占地面积较广，建设投入多。国家站址年平均潮差(m)装机容量(104kW)年发电量(108kW·h)电站型式法国朗斯8.55245.44单库双向前苏联基斯洛2.30.040.023单库双向加拿大安纳波利斯6.41.780.5单库单向中国江厦5.10.390.11单库双向中国幸福洋4.20.1280.032单库单向中国海山4.90.0150.0031单库单向俄罗斯美晋湾5.661500500单库双向英国塞汶河口8.4600144单库单向加拿大芬地湾11.8380127单库单向澳大利亚金伯利湾8.49030单库双向韩国加露林湾4.748120单库单向阿根廷圣何塞湾6.5495120单库单向蕴藏量大，运行成本低，对环境影响小。与风能、太阳能等其他可再生能源相比，潮汐能具有可靠性高及能量转化效率高等优点，同时具有较强的持久性和稳定性。潮汐电站存在的水域海面会比以前平静，泥沙更易沉淀，水质更易生物生存，有利于发展养殖业。

在有条件利用潮汐能的沿海国家和地区，建设潮汐电站不失为缓解能源危机和减少环境污染的一种有效方案。相较于传统能源：能量密度低建设电站一次性投资较大发电过程中的腐蚀和淤积问题生物群落环境的影响开展新型潮汐能开发方式研究：近海潮汐发电在距离海岸线数千米的浅滩用毛石等堆砌防波堤形成蓄水库，涨潮蓄水发电，落潮发电泄水。也可以考虑与岸线治理、海岛综合开发、促淤围垦加速土地资源储备、海上风电等联合开发。