北派小说网

第六章璀璨夺目的海洋宝藏2（第1页）

第六章璀璨夺目的海洋宝藏（2）

海水发电

海水中有电吗?这些电来自何处?能用来照明、开机器吗?

我们说的海水中的电，不是电鳐、电鳗等海洋生物所发出的电，也不是开采海下石油、天然气燃烧发的电，而是海水运动所产生的能量转换来的电。它同样可以照明、开机器，它是一种最廉价的电，一次投资，百年受用，取之不尽，用之不竭。

当你立在海边悬崖峭壁前，会看到汹涌澎湃的波涛不停地冲打着岩石，溅起千尺浪花。大海好像有着使不完的劲，日复一日，年复一年，从早到晚，不停地拍打着，坚硬的岩石变得千疮百孔。人们作过测试：强波地1米长的海岸线所做的功，每年约10万千瓦小时，强波对每平方米的石面冲击可达20~30吨，最大可以超过60吨。飓风所掀起的大浪，可把100吨重的岩石抛到20米高的地方，可以把万吨大船推上岸几百米远处。有人作过计算，波浪能量每秒钟为2．7×1200瓦，每年的波能总量为23万亿千瓦小时。

海水运动包括水平运动和升降运动，海浪冲击只是水平运动，能量之大，已是惊人，而升降运动所产生的能量更无法估计。前面我们说过的潮汐能，全世界蕴藏着27亿千瓦，若利用起来，年发电量可达12000亿千瓦小时。

在热带海区，太阳直射，90％的太阳能都被海水所吸收，海面温度高达25~30℃而40米下的水温只有5℃，这一温差，潜藏着巨大能量，据计算，海水温差能（又称海洋热能）蕴藏有500千瓦。

首先提出温差发电方案的是法国物理学家德阿松瓦，第一个用事实证明可以发电的是他的两位学生克劳德和布射罗。

1926年11月15日，在法兰西科学院大厅里，座无虚席，全部目光都集中到试验台两个烧瓶和连着一圈电线的小灯泡上。左边的烧瓶里放人冰块，并保持在O~E（模仿海洋深层水温）。当克劳德开动真空泵抽水机抽出右边烧瓶中的空气时，温水沸腾，水蒸气吹动涡轮机旋转并带动发电机发电。一瞬间3个小灯泡同时发出耀眼的光芒，顿时激起全体观众一阵热烈的掌声。

为什么真空泵抽出烧瓶内的空气，温水就沸腾起来了呢?因为开动真空泵后，瓶里气压便低，水的沸点也随之降低。实验表明，当水的压力只有大气压的1／25时，水的沸点只有28℃，水便迅速变为蒸汽。高速的蒸汽推动涡轮机转动，涡轮机又带动发电机，便发出电来。通过涡轮机的蒸汽进入左边的瓶子后，被瓶内冰块冷却而凝结成水，所以右边瓶中始终保持低压，水也不断汽化。这虽然是一个小的试验，但它证明海水温差可以发电。1930年克劳德在古巴建立了世界上第一座水温差发电站，用事实展现出利用海洋热能广阔前景。

海水中的“宝”远不止这些。已知海水中含80多种元素，按理说都是“宝”，都可以提取，但毕竟含量稀少，提取成本太高。第一次世界大战后，德国曾想在海水中提取黄金，以偿过战争赔款，终因耗费太多而作罢。如果我们能够把海水中的“宝”，都提取出来，人类的富有，将是难以设想的。

潮汐发电

永不休止的海水涨落运动，蕴藏着巨大的能量，也给人们带来恐惧和灾难。就说那天下一绝的钱塘江潮吧，那潮头虽奇，那气势虽壮，那景致虽美，可那汹涌澎湃的潮水决不像人们想象的那样循规蹈矩，它的面目也常常狰狞可怕。让我们随手举几个例子看看吧。

雍正二年，也就是公元1724年，钱塘江遇上大潮。据记载：“海大溢，塘堤尽决，海宁全城只能见到屋顶。”

在肖山县新湾海塘上，曾经有两块体积达10立方米的钢筋混凝土块，每块重量达]2吨左右。这么又大又重的混凝土块，不可能想象有什么大力士会推得动它。可是，就是这么又大又重的混凝土块，在1968年秋天的一次潮头过后，人们竟然发现它们被涌潮推动了三十多米的距离。可想而知，海潮的力量该有多么大!

还有，1978年8月，钱塘江工程管理局在海宁水文站附近海塘做实验时，在塘脚放置了五只装满石块的铅丝笼，其中最大的一只，所装的石块约八立方米，重达12吨。没想到在一次潮头之后，工作人员发现这五只重重的铅丝笼已没了踪影。

蕴藏着极其巨大能量的海潮，就是这样地常常给人类带来恐惧和不安。

据统计，自1012年到1949年的937年中，钱塘潮发生重大潮患就达210次之多。一旦涨大潮期间同时遇上台风，那时，风助潮威，潮借风势，海边会形成破坏性很强的风暴潮，对人类生命财产造成异常可怕的直接威胁。

能不能把潮汐的巨大能量充分利用起来?这是自古以来人们一直在考虑的问题。一千多年来，我国劳动人民为研究潮汐的利用作出了巨大贡献。

比如，在我国的山东蓬莱县，人们利用涨潮落潮的水位差来推动磨车，碾磨谷物。在福建泉州市的东北与惠安县交界的洛阳江上，有一座我国著名的梁架式古石桥——洛阳桥，它建于宋皇祐五年到嘉祐四年（1053~1059年）。当我们游览参观了这座至今保存完好的古石桥之后，一定会惊讶地提出：在九百多年前的技术条件下，数十吨重的大石梁，是怎样架到桥墩上去的呢?说来也很简单，当时的能工巧匠巧妙地利用了潮汐能。他预先将石梁放在木浮排上，趁涨潮之际，将木排驶入两桥墩之间。随着潮涨，石梁慢慢举高，当临近**、石梁超过桥墩时，用不着花多大力气，就可将石梁扶正对准桥墩，待落潮一到，大石梁就稳稳地就架在桥墩上了。泉州的大潮潮差可达六米以上，高举大石梁对于巨大的潮汐能来说，简直不费吹灰之力。

今天，当人们站在洛阳桥上赞叹我国人民的聪明才智之余，当然也不免为潮汐能年复一年、日复一日地白白付之东流而惋惜。

以上讲的是直接利用潮汐的方式，也就是将潮汐中蕴藏的势能和动能直接转变为另一种形式的机械能作功。这种利用方式，既不方便，又大材小用。

所以，近代以来利用潮汐发电，将潮汐能转变成电能，是人们的奋斗目标。

发电机问世以后，为人们提供了利用潮汐发电的条件。

世界第一座发电厂建立以后仅仅30年的时间，即1912年，德国就在石勒苏益格一荷尔斯太因州的布苏姆建成了世界上第一座利用潮汐发电的潮汐电站。此后，随着能源需求量的增加，研究潮汐发电的国家也逐渐增多起来。

法国、中国、加拿大、苏联、美国、英国、印度、澳大利亚和阿根廷等国家竞相投人大量人力物力。

潮汐所蕴藏的能量实在有着诱人的魅力。有人估算过，如果把地球上的潮汐动能利用起来，每年可以发出12400亿度的电来。

我国的潮汐动力资源也十分丰富，若按50年代末的统计，我国潮汐能的理论蕴藏量达1．1亿千瓦，可供开发的约3580万千瓦。一旦开发出来，每年可提供电力8700亿度，相当于47个新安江水电站的设计年发电量!

潮汐发电要比河水发电优越。它不受天气干旱的影响，也不需要因建造水库而占用耕地和移民拆迁。所以，潮汐是继煤、石油、水电之后的“第四能源”。河水发电有“白煤”之称，潮汐发电则被誉为“蓝色煤海”。

潮汐发电的原理和水力发电的原理大同小异，也是利用水的力量，通过水轮机将势能变成机械能，再由水轮机带动发电机将机械能变成电能。那么，怎么才能使水变得有力量呢?条件很简单，人们在合适的海湾口处建造起一座海堤，把人海口或海湾与大海隔开，形成水库，利用潮汐涨落时水位的升降，获得势能，从而推动水轮发电机组发电。

潮汐发电的方式，通常根据不同的建站方式和不同的运行方向来进行分类，一般分成三类，即：单库单向式潮汐发电——涨潮时，打开水闸闸门，让潮水涌进海湾水库，使水库水位随着潮位一同升高。到最**位时，立即关闭闸门，把水库和大海分隔开来，不让海湾水库里的水随落潮而退回大海。

等到海潮退到一定的水位时，海湾水库的水位就高于大海的水位了，已经形成了水向低处流的条件，具备了做功的力量。这时，再把水库的闸门打开，让水库的水推动水轮机的叶片，带动发电机发电以后再流回大海。

这是最古老的一种潮汐发电形式，世界上第一个潮汐电站就是这样工作的。对于每天涨两次落两次的大海，这种电站每天就可以工作两次，发电10~12个小时。

随着时间的推移，人们发现这种发电方式并没有把水的力量充分利用起来。须知，具有一定落差和流量的水流，对人类来说实在太宝贵了，它能做功，能够为人类贡献力量，白白地让它流掉岂不可惜!这样，人们又开始研制一种新型的水轮机。经过艰苦地探索这种新型的水轮机问世了。这种水轮机既可以顺转，也可以倒转，再给它配上可以正反转的发电机，就成了可以正反向运行的可逆式水轮发电机组。这下，不论海水是涨潮还是落潮，我们都可以利用潮水发出电来。

这就是另一种双向单水库式潮汐发电——在堤坝的两面各筑两道闸门，水轮机设在四扇闸门的中间。涨潮时，将1和4两个闸门打开，2和3两个闸门关闭，海水冲击水轮机的叶片，带动发电机发电，海水流入库内；落潮时，将2和3两个闸门打开，1和4两个闸门关闭，海水在经过水轮机流向大海时发电。在平潮时，四个闸门都关闭，不再发电。

这样的电站，在海潮的一次潮落过程中可以发电两次，用的又是一个水库，因此叫单库双向式。它每天可发电10~20小时，效益要比单库单向式潮汐电站明显好得多。