5.温差能
利用上下层海水的温差来发电,这一构想自20世纪初以来一直为许多国家的海洋科学工作者所重视,并作过多种实验尝试。1948年法国人在大西洋非洲岸边的象牙海岸首都阿比让建立世界上第一座温差电站。但此后多年进展缓慢,直到最近20年才稍有起色。然而受各种条件制约,温差发电至今仍未能普遍应用,我国情况也是如此。
南海诸岛大部分耸立于深海中,其四周礁外岸坡陡峭,大部分地区水深都在2000米以上。南海海域表层水温较高,如在5-8月间表层水温在26℃-28℃,2月和11月也仍然在20℃-26℃之间。而水深500米处的水温常为8℃-9℃,1000米处水温常为5℃,由此潜在巨大的温差能源。此外南海中拥有那么多的岛屿、礁石、浅滩、暗沙等,从岛屿边缘向外,很快就可以达到2000米的水深处。在这里设置温差电站,将大大缩短电站管道长度,减少投资费用。南海诸岛可以称得上是温差发电的天然场所,比其他海域优越。有人估算南海的温差能蕴藏量高达18.89×1020焦耳。这样庞大的能源蕴藏量当然是非常诱人的,但因投资多,工程浩大,投入使用后是否会对海洋生态造成影响尚处未知状态,所以直至今天还难以开发利用。
6.盐差
海水一般具有35‰左右的盐分,与淡水相比,具有较高的浓度。因此,在海水与淡水相交汇的地方,就会产生明显的盐度差,利用这两种水体交界面上的盐度差可以产生能量,把化学能转化为电能,进行发电。这种盐差能的开发利用是不久前才提出来的,是一个新的海洋动力资源研究课题。目前,日本、美国、以色列、瑞典等国都在进行盐差发电的实验性研究,尤以日本最为积极。近20年,我国在海洋能源开发利用研究中,也把运用盐差发电列为研究课题。据计算,我国海洋能理论蕴藏约1.1亿千瓦以上的盐差能,与其他海洋动力资源相比仅次于潮汐能、温差能,而大于波浪能和海潮能(洋流能)。
南海海域面积最大,盐差能平面和垂直分布遍及各海区,因而也是我国盐差能最重要的分布区。特别是广东沿海地区,多条河流直接注入南海,形成多处河海交汇区,是建立盐差能电站的优先选择对象。近年中国科学院南海海洋研究所对西沙和南沙海域进行多次科学考察,收集、积累了这方面丰富的资料,为今后盐差能源开发利用提供了重要的决策和设计资料。
7.海潮流
海流与潮流不同,流向是固定的,因此,又称“定海流”。潮流在大洋上很微弱,海流却像陆地上的河流一样,在大洋上日夜流淌。虽然目力不易分清“河岸”和“河水”,但是,海流也有宽、有窄、有头、有尾、有急、有缓地川流不息。最强的海流宽上百公里,长数万公里,流速最大可达6-7节(每小时12-14公里)。
人类对海流传统的利用是“顺水推舟”。古人利用海流漂航。帆船时代,利用海流助航正如人们常说的“顺水推舟”。18世纪时,美国政治家兼科学家富兰克林曾绘制了一幅墨西哥湾流图。该图特别详细地标绘了北大西洋海流的流速流向,供来往于北美和西欧的帆船使用,大大缩短了横渡北大西洋的时间。现代人造卫星遥感技术可以随时测定各海区的海流数据,为大洋上的轮船提供最佳航线导航服务。
近年来,海流发电也受到许多国家的重视。1973年,美国试验了一种名为“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110米,管道口直径170米,安装在海面下30米处。在海流流速为2.3米/秒条件下,该装置获得8.3万千瓦的功率。日本、加拿大也在大力研究试验海流发电技术。我国的海流发电研究也已经由样机进入中间试验阶段。
世界各大洋的海流都有自己的分布规律,因而对海流能量的利用也有很大的地区差异。对于南海,亦有不少强海流区可开发利用。例如琼州海峡即是强潮流区,最大流速可达6-7节/小时,海南岛东部海域也属于强潮流海区。据有关调查计算,广东沿海最大潮流速度达2.5节以上的海流区有10多处,可装机容量达2280万千瓦,珠江口岸段海域为52万千瓦,上下川岛至雷州半岛海域为18万千瓦。海潮流密度最大海域在琼州海峡东口及北边的外罗水道。但由于技术原因,南海地区对海潮流能的开发利用,至今尚处于探索试验阶段。