第32卷第6期2011年6月太阳能学报ACTAENERGIAESOLARISSINICAVol．32，No．6Jun．，2011文章编号：0254-0096（2011）06-0913-11中国的海洋能资源及其开发前景展望收稿日期：2010-01-30基金项目：国家高技术研究发展计划（863）项目（2009AA05Z426）通讯作者：施伟勇（1972—），男，硕士、高级工程师，主要从事海洋工程水文气象环境调查和海洋能资源储量及开发利用环境条件调查研究与评价等方面的研究。swyhz1989@163.com施伟勇，王传崑，沈家法（国家海洋局第二海洋研究所，杭州310012）摘要：首先回顾了我国已做的海洋能资源调查和开发前期的调查研究工作简况，并给出了简要的评估。然后根据以上资源资料，分析了我国沿岸潮汐能、波浪能、潮流能、盐差能和近海及毗邻海域温差能、波浪能资源的储量（功率）、分布变化和开发利用条件。最后对我国海洋能资源开发利用的前景做了展望。关键词：中国；海洋能；开发与研究；历史；现状；展望中图分类号：P743文献标识码：A0海洋能资源调查与研究一、海洋能资源调查状况1）第一次全国沿海潮汐能资源普查。1958年，根据水电部和中国科学院在上海召开的“全国潮汐发电会议”的要求，水电部领导沿海各省市水电部门完成了沿海潮汐能资源调查，现称其为第一次全国沿海潮汐能资源普查。据1959年完成的普查报告，全国500处港湾、河口坝址的潮汐能资源，年理论蕴藏量275.16TWh，装机容量110GW。其中，可开发装机容量35GW，年发电量87.43TWh［1］。2）第二次全国沿海潮汐能资源普查［2］。1978～1985年，在水电部领导下，水电吉阝华东勘测设计研究院（简称“华东院”，下同）和沿海各省市水电勘测设计院完成了第二次全国沿海潮汐能资源普查（简称《普查》，下同），调查了全国沿海单坝址可开发装机容量大于500kW的156个海湾、33个河口的潮汐能资源。3）中国沿海农村海洋能资源区划［3］。1986～1989年，在国家海洋局和水电部领导下，国家海洋局第二海洋研究所（简称“海洋二所”，下同）和华东院等单位完成了中国沿海农村海洋能资源区划（简称《区划》，下同），其中包括单坝址可开发装机容量200～1000kW的242个坝址的潮汐能资源和波浪能、潮流能资源理论功率。4）中国沿岸的盐差能和近海及毗邻海域的波浪能、温差能资源。这些资源均未进行过正式资源调查，仅有文献［4～7］中的研究计算结果。5）中国近海海洋能资源调查。自2005年开始，国家海洋局组织领导进行的“中国近海海洋综合调查”（“908”）专项中，设有海洋能资源调查和评价两个专题，正在调查近海的各类海洋能资源，由国家海洋技术中心等单位承担，当前尚未公布调查成果。二、海洋能资源开发前期的研究自1958年以来，华东院等曾进行过多次潮汐能开发前期的调查研究工作。主要工作列于表1。三、海洋能资源调查研究现状评估以上资源调查成果和计算结果给出了我国海洋能资源储量和分布状况，是迄今我国制定海洋能资源开发利用发展规划和开发试验选址的主要依据，对我国海洋能的开发利用起到一定促进作用。但是，由于国家以往对海洋能开发利用的重视不够，投入不足，致使工作不深入，调查统计的能种和海域均不全。如以上资源调查主要是对沿岸资源，特别是潮汐能资源的调查，并且除了“908”中的资源调查外，基本上未进行现场调查，主要是利用历史资料进行资源计算统计，特别是因缺资料，而未计算统计大波浪、强潮流区的资源。因此，现有我国海洋能资源的数据与客观实际间可能有较大距离。DOI:10.19912/j.0254-0096.2011.06.025914太阳能学报32卷表1海洋能资源开发前的调查研究Table1Planning，designandresearchbeforetheexploitationofoceanenergy1958年钱塘江潮汐电站开发规划研究上海勘测设计院等1959年长江口北支潮汐电站开发规划研究（华东院前身）1972年浙江乐清湾综合开发技术经济调查报告水电部第十二工程局1985年福建大官坂潮汐电站（2×7MW）预可行性研究福建省水电勘测设计院等1988年浙江健跳港潮汐电站（4×5MW）可行性研究浙江省水电勘测设计院等1991年浙江福建沿海潮汐电站规划选点华东院1995年福建八尺门潮汐电站（6×6MW）预可行性研究华东院等1999年浙江健跳港潮汐电站（4×5MW）预可行性研究华东院等1998年中欧合作舟山潮流能开发技术可行性研究海洋二所等由上述可知，总体上，我国已完成的海洋能资源调查评价，基本上是对离散站点资源的计算分析，尚未利用数值模拟方法对各类海洋能资源进行连续大面资源的计算研究；除潮汐能对重点海湾进行过资源开发规划设计研究外，尚未对其他海洋能资源的重点海区和岸段进行过较深入细致的资源调查研究；另外海洋能开发对环境可能产生影响的研究开展极少，而这项工作非常重要。海洋能及其开发利用与海洋环境的关系，可概括为：海洋环境中的能量要素决定海洋能能量大小，海洋环境中的环境要素制约海洋能的开发利用，海洋能开发既要适应海洋环境，又可能对环境产生正面或负面影响，必须充分重视避免和减轻海洋能开发对海洋环境可能产生影响的研究。鉴于以上原因，我国现有的海洋能资源调查工作还远不能满足海洋能开发规划和选址的需要，急待加强。1潮汐能资源［2，3］1.1资源储量根据《普查》和《区划》对单坝址可开发装机容量大于200kW的426个海湾和河口坝址的调查统计，中国沿岸的潮汐能资源可开发总装机容量为21796MW，年发电量为62.4TWh（表2）。表2中国沿岸可开发潮汐能资源Table2TheexploitabletidalenergyresourcesalongtheChinesecoast省区200～1000kW潮汐能［3］全部潮汐能［2，3］＊＊装机容量/MW年发电量/GWh坝址数/个装机容量/MW年发电量/GWh坝址数/个辽宁12.032.8728596.6164053河北9.218.301910.22120山东8.416.7812124.237524江苏1.15.4621.162长江口北支———704.022801浙江21.244.32548913.92669073福建16.944.722610332.92841388台湾4.913.54756.213517广东16.332.2423572.7152049广西27.084.2156393.6111272海南6.112.171490.622927全国123.1304.6124221796.062421426注：河北内含天津市；＊＊全国潮汐能资源为《普查》和《区别》合计结果，已减去重复部分。但是，《普查》只统计了港湾内的资源，在港湾外沿岸广阔的滩涂上还有数量可观的潮汐能资源，尚未统计在内。因此，笔者认为中国沿岸的潮汐能资源可开发装机容量应大于以上数值。同时，需要指出，以上资源，特别是多数较大型海湾的资源不可能全部开发利用，因为海湾中各类海洋资源共存，是海洋资源开发的热点地区，各类资源的开发利用必须在权衡社会和经济效益与环境利弊、统筹规划的前提下进行。另外，已进行的资源调查己过去20多年，由于自然演变和经济建设的发展，以上资源的开发环境已发生了较大变化，有的已不具备开发条件。1.2资源分布中国沿岸的潮汐能资源主要集中在东海沿岸，又以福建、浙江两省沿岸最多，合计装机容量19.25GW，年发电量55.1TWh，分别占全国总量的88.3%（表2）。在福建、浙江两省沿岸资源分布也不均匀，主要集中在几个大海湾内。装机容量1000MW以上的电站，浙江有钱塘江口（乍浦）和三门湾（牛山—南田），福建有兴化湾、三都澳、湄州湾和福清湾，合计装机容量占全国总量的61.2%，分别占各省总量的81.9%和58.5%（表3）。6期施伟勇等：中国的海洋能资源及其开发前景展望915表3沪、浙、闽沿岸可开发装机容量200MW以上潮汐电站［2］Table3Thetidalpowerstationscanbedevelopedformorethan200MWinstalledcapacityalongtheHu-Zhe-Mincoastal省份潮汐电站坝长/km水库面积/km2最大潮差/m平均湖差/m装机容量/MW年发电量/GWh上海浙江省福建省长江口北支18.04835.953.047042280乍浦30.511967.474.50536016110西泽9.03025.633.26041660牛山—南田13.54845.904.5019405340江岩山7.22017.574.545502340沙涅港1.366.76.904.15229631东吾洋3.9144.58.005.107522068三都澳5.7233.08.385.3412933557罗源湾1.341.547.824.466121684闽江口1.7120.46.484.09270743福清湾9.9326.17.824.2111563179兴化湾12.9451.98.745.1523976592湄州湾5.7289.57.964.5511993297厦门东港3.580.77.064.03262721九龙江口4.391.96.923.95201553可喜的是，这种分布与我国沿海地区的能源需求分布正相吻合，即潮汐能资源最丰富的东南沿海地区，正是我国经济发达、能耗量大、常规能源缺乏、能源缺口最大的地区。如能开发沪、浙、闽的潮汐能资源，则可为缓解这里的能源供求矛盾做出贡献。1.3开发条件1）浙江和福建潮汐能资源能量密度（潮差）相对较高，开发条件最好。从能量密度和港湾的地质条件看，我国的潮汐能资源开发条件以福建、浙江沿岸最好，其次是辽东半岛南岸东侧、山东半岛南岸北侧和广西东部等岸段。这些地区潮差较大，为基岩港湾海岸，海岸曲折多海湾，具有潮汐电站建设的良好条件。2）有很多优良站址可供先期开发。在东海沿岸有很多潮差大、开发条件良好的潮汐电站站址，已做过大量规划设计和预可行性研究工作，可供先期开发。具有近期开发条件的中型（10MW级）潮汐电站，福建省有福鼎市的八尺门、罗源县的大官坂、厦门市的马銮湾；浙江省有三门县的健跳港、宁海县的岳井洋、黄墩港等（表4）。已有较好的工作基础，尚需进行深入的综合研究论证的大型潮汐电站有浙江的乐清湾（江岩山）等。表4中型潮汐电站坝址［2］Table4Thesiteformediumtidalpowerstations坝址名称地址潮差/m坝长水库面装机容年发电平均最大/km积/km2量/MW量/GW黄墩港浙江象山港3.95.91.519.32459健跳港浙江三门湾4.27.20.56.62051岳井洋浙江三门湾3.96.42.547.155143.85八尺门福建沙涅港4.77.80.319.136100大官坂福建罗源湾5.07.85.79.11445.44马銮湾福建厦门港4.06.31.820.83384.48各潮汐电站的参数在《普查》规划设计的基础上，经20世纪80～90年代的工作已做修改。3）平均潮差较小，是我国潮汐能开发的首要不利条件。平均潮差是衡量潮汐能资源优劣的重要指标，潮汐电站的装机容量和发电量与平均潮差的平方成正比，潮汐电站的建设和发电成本与平均潮差的平方成反比。世界上潮差最大的地区在北半球45°～55°N间的大陆沿岸，如加拿大的芬迪湾、英国的塞汶河口、法国的圣马洛湾、俄罗斯的鄂霍次克海等，平均潮差7～12m，最大潮差15～17m。而中国沿岸潮差最大的地区，如浙江的钱塘江口、乐清湾，福建的三都澳、罗源湾、福清湾、兴化湾、湄州湾等，平均潮差4～5.5m，最大潮差7～8.5m。两者比较可见，中国的潮差仅约为世界的一半，在世界上处于中等水平，这是中国潮汐能开发的首要不利条件，是潮汐电站单位装机容量投资高的主要原因之一。2波浪能资源2.1沿岸波浪能资源［3］2.1.1资源储量据《区划》利用沿岸55个海洋站一年（中等波浪）的波浪观测资料为代表计算统计，全国沿岸的波浪能资源平均理论功率为12.843GW（表5）。表5中国沿岸波浪能资源（MW）Table5WaveenergyresourcesoftheChinesecoast（MW）省市辽宁河北山东江苏长江口浙江装机容量255.1143.61609.8291.3164.82053.4省市福建台湾广东广西海南全国装机容量1659.74291.31739.572.0562.812843但是，需特别指出，在全国沿岸有很多已知的著名大浪区，以福建为例，就有台山列岛、四礵列岛、闾916太阳能学报32卷峡、北茭、梅花浅滩、牛山、大炸、围头、镇海、古雷头等。其中很多地点因无实测资料，故未统计在内。并且《区划》波浪能资源计算所取的代表测站均为综合性海洋观测站，很多设在大陆沿岸，甚至在海湾内，故波浪观测资料代表性较差（偏小），因此，笔者认为以上波浪能资源理论功率应小于实际理论功率。另外，台湾省四周环海，沿岸波浪大，波浪能资源丰富，但是因暂缺沿岸的波浪实测资料，其波浪能平均理论功率是利用台湾岛周围海域的船舶报资料，折算为岸边数值后计算统计的，未经岸边实测波浪资料验证，只能作为台湾省沿岸波浪能资源数量级的参考。2.1.2资源分布1）波浪能资源地域分布很不均匀。中国沿岸的波浪能资源以台湾省沿岸最多，为4.29GW，占全国总量的1/3；其次是浙江、广东、福建沿岸较多，在1.66～2.05GW间，合计为5.45GW，占全国总量的42%以上；其他省市沿岸则很少，广西沿岸最少（表5）。2）波浪能功率密度地域分布是近海岛屿沿岸大于大陆沿岸，外围岛屿沿岸大于大陆沿岸岛屿沿岸。全国沿岸功率密度较高的区段是：渤海海峡（北隍城7.73kW/m）、浙江中部（大陈岛6.29kW/m）、台湾岛南北两端（南湾和富贵角至三貂角6.21～6.36kW/m）、福建海坛岛以北（北礵和台山5.32～5.11kW/m）、西沙地区（4.05kW/m）和粤东（遮浪3.62kW/m）沿岸。以上地区年平均波高大于1m，平均周期多大于5s，是全国沿岸波功率密度相对较高，资源储量最丰富的地区。其次是浙江南部和北部、广东东部、福建海坛岛以南、山东半岛南部沿岸。渤海、黄海北部和北部湾北部沿岸波功率密度最低，资源储量也最少。3）功率密度具有明显的季节变化。由于中国沿岸处于季风气候区，多数地区功率密度具有明显的季节变化。全国沿岸功率密度变化的总趋势是，秋冬季较高，春夏季较低。而浙江及其以南海区沿岸，因受台风影响，波功率密度春末和夏季（南海5～8月份，东海7～9月份）也较高，甚至会出现全年最高值，如大陈附近。波功率密度的季节变化在波功率密度较高的岛屿附近更为显著，如北隍城、龙口、千里岩、大陈、台山、海坛和西沙等。而在大陆沿岸和少数岛屿，波功率密度的季节变化相对较小，如云澳、表角、遮浪和嵊山、南麂、大戢山等（图1）。图1全国沿岸波功率密度变化（1976年）［3］Fig.1WavepowerdensitychangesinChinesecoast2.1.3开发条件1）波功率密度较低，是中国波浪能开发的首要不利条件。世界各地的波浪能功率密度分布，一般为20～50kW/m，较高的为60～80kW/m，最高可达100kW/m；而中国沿岸的波功率密度较高的地区为3～7kW/m，仅为世界各地波功率密度的1/10，显然，中国沿岸的波功率密度在世界上是属于偏低的。因为波浪发电装置的装机容量和发电量与平均波高的平方成正比，装置的尺度和造价与平均波高的平方成反比，致使我国波浪发电装置的单机装机容量不易扩大，单位装机容量的体积大、造价高、发电量低，这给我国的波浪能技术研发增加了难度。2）有很多条件相对较好的地区可供波浪能开发利用。分析研究全国沿岸的波功率密度及其变化和6期施伟勇等：中国的海洋能资源及其开发前景展望917开发利用的海洋环境条件可知，有很多波功率密度相对较高、开发条件较好的地区和地点。就地区而言，首先是东海的福建、浙江沿岸，其次是广东东部、长江口和山东半岛南部的中段沿岸；就具体地点而言，是嵊山岛、南麂岛、大戢山、云澳、表角、遮浪等。这些地区和地点一般具有波功率密度相对较高、季节变化相对较小、平均潮差小、近岸水较深、基岩型海岸、岸滩较窄、坡度较大等优良条件，有利于转换装置设计、安装施工和提高转换效率，是我国波浪能资源开发利用较为理想的地点，应作为优先开发的站址。2.2近海及毗邻海域的波浪能资源［7］2.2.1资源储量根据马怀书等［7］利用国家海洋局的《海洋调查资料》和国家气象局的《船舶报资料》多年历史波浪资料，采用气候学方法，对渤海、黄海、东海和南海海区波浪能资源的计算（本文中所称黄海、东海、南海均指自然地理意义上的海区范围，不涉归属），中国近海及毗邻海域的波浪能资源理论总储量和理论总功率分别为8103TJ和574TW（表6）。表6中国近海及毗邻海域波浪能资源理论储量［7］Table6Near-shoreandoffshorewaveenergyresourcesoftheChinesecoast理论储量/TJ理论功率/TW海区估算者马怀书［7］潘尼克［8］海区估算者马怀书［7］潘尼克［8］渤海黄海小计东海南海总计北半球海洋129601730185555188103———890147367249086297500渤海黄海小计东海南海总计北半球海洋114758133383574———49.982.7377.451016700注：该行数值采用潘尼克的计算结果，假设资源平均分布，按各海区占北半球海洋面积的比例折算而得。显然这样的假定不够严格、科学，在此仅为了与马怀书的结果作对照参考。马怀书等［7］经分析研究后认为，中国近海及毗邻海域实际可供开发的波浪能有效功率约为理论功率的1‰～1%，即574～5740GW。笔者取中国近海及毗邻海域波浪能理论功率的1‰，即574GW作为可开发装机容量。2.2.2资源分布1）纬向分布。由图2和图3可见，中国近海及毗邻海域的波浪能储量和波能功率沿纬向的分布是一致的，它们均有3个高峰区。第1个高峰区位于8°～14°N，即南海南部（2°～15°N）偏北的大部分海区；第2个高峰区位于17°～22°N，即南海北部（15°～22°N）偏北的大部分海区；第3个高峰区位于25°～33°N，即基本上是整个东海海区。比较3个高峰区可见，第1和第2个高峰区的量值均大于第3个高峰区，第1和第2两个高峰区的波能和波功率占我国近海及毗邻海域总波能和总波功率的近2/3。2）经向分布。由图4和图5可见，中国近海及毗邻海域波能和波功率沿经向的分布基本上也是一致的。与沿纬向分布不同的是，经向分布仅有两个高峰区。波能的第1个高峰区位于110°～119°E，即大部分南海海区，第2个高峰区位于121°～126°E，即黄海和东海的大部分海区。而波功率的第1个高峰区位于109°～118°E，第2个高峰区位于120°～125°E。同时，我国近海及毗邻海域波能和波功率的约2/3集中于第1个高峰区，而其余的约一半在第2个高峰区。918太阳能学报32卷3）各海区的分布。我国近海及毗邻海域波浪能资源在各海区的分布，按理论总波能和总波功率大小，各海区的排序是：南海南部偏北海区为2200TJ和141TW，占各海区总量的24.6%；南海北部偏北海区为1710TJ和122TW，占各海区总量的21.3%；东海海区为1673TJ和117TW，占各海区总量的20.4%。南海南部偏南海区、渤海和北黄海最少。按波能密度大小，各海区的排序是：南海南部偏北海区、南海北部偏北海区、东海海区，南海南部偏南海区、渤海和北黄海最低；按波功率密度大小，各海区的排序是：南海北部偏北海区、南海南部偏北海区、东海海区，南海南部偏南海区、渤海和北黄海最低。3潮流能资源［3］3.1资源储量根据《区划》对中国沿岸130个海峡、水道的计算统计，潮流能资源理论平均功率为13.95GW（表7）。但是，还有很多著名强潮流水道的潮流能资源（如据2000年前后杭州湾跨海大桥桥址潮流调查，多处流速达4～5m/s），因缺资料，尚未统计在内，因此笔者认为中国沿岸的潮流能资源理论总功率，应大于《区划》给出的以上数值。3.2资源分布1）资源分布很不均匀。中国沿岸的潮流能资源在各省沿岸的分布，以浙江沿岸最多，有37个水道，理论平均功率为7.090GW，占全国总量的41.9%；其他省区沿岸则较少，广西沿岸最少，仅23MW。在各海区沿岸的分布，以东海沿岸最多，有95个水道，理论平均功率为10.96GW，占全国总量的78.6%；其次是黄海沿岸（主要在北黄海沿岸），有12个水道，共2.30GW，占全国总量的16.5%；南海沿岸最少，共23个水道，仅为680MW，占全国总量的4.9%（表7）。表7中国沿岸潮流能资源（MW）Table7TidalcurrentenergyresourcesoftheChinesecoast（MW）省市辽宁河北山东江苏长江口浙江装机容量1131—1178—3057091省市福建台湾广东广西海南全国装机容量1281228337723282139492）杭州湾和舟山群岛海域是全国潮流能功率密度最高的海域。全国沿岸潮流能高功率密度水道及其最大功率密度分别是：杭州湾口北部为28.99kW/m2，舟山群岛区的金塘水道为25.93kW/m2，龟山水道为23.89kW/m2，西候门水道为19.08kW/m2，渤海海峡北部的老铁山水道北侧为17.41kW/m2，福建三都澳三都角西北部为15.11kW/m2，台湾澎湖列岛渔翁岛西南侧为13.69kW/m2。3.3开发条件1）功率密度高，是潮流能开发利用的最有利条件。中国沿岸有很多海峡的潮流流速较大，特别是浙江的杭州湾和舟山群岛海区的诸水道，最大潮流流速可达5.0m/s以上，是我国潮流能资源最丰富的地方，其功率密度与欧洲和北美洲潮流能功率密度最大的地区相当，这是潮流能开发的首要有利条件。2）杭州湾和舟山群岛海域资源丰富，开发条件优越。考虑潮流能功率密度、理论储量和开发利用环境条件等因素，我国沿岸潮流能资源，按海区而论，以东海沿岸最好；按地区而论，首先是浙江省杭州湾西部（区划中缺）、东北部和舟山海域诸水道，其次是福建省三都澳内诸水道、辽宁省旅顺沿岸老铁山水道等。这些地区具有能量密度高、理论储量大、开发利用条件较好的优点，应作为潮流能开发利用的重点海区。尤其是舟山群岛海区水道众多、四通八达，开发利用潮流能站址选择余地大，潮流能开6期施伟勇等：中国的海洋能资源及其开发前景展望919发可回避与交通航运和其他海洋开发工程的相互影响问题，并且各水道多受岛屿掩护，海况较为平稳，海岸多为基岩岸，因此是我国沿岸潮流能开发利用条件最为理想的地区，应列为优先试验开发的海区。4近海及毗邻海域的温差能资源4.1资源储量根据王传崑［4，5］、吴文等［6］的计算，黄海、东海、南海的温差能资源储量约为14.63×1018～15.19×1018kJ，当取可开发装机容量为技术可开发装机容量的1%时，则可开发装机容量约为352.7～366.2GW。另据台湾省电力公司估算，台湾岛以东海域温差能资源可开发利用能量约为216×1012kJ，可开发装机容量约6.8GW。合计中国近海及毗邻海域温差能资源可开发装机容量约359.5～373GW（表8）。表8中国近海及毗邻海域的温差能［6］Table8Near-shoreandoffshoreoceanthermalenergyresourcesoftheChinesecoast海区黄海东海陆架区黑潮区台湾以东北部南海中部南部全部合计理论储量/1021J0.1410.3381.75—2.115.904.9512.9615.19技术可利用量/1018J4.924.56112—16348139910431164.5技术装机容量/TW——3.55—5.1715.2512.6533.0736.62可开发装机容量/GW——35.56.851.7152.5126.5330.73734.2资源分布中国近海及毗邻海域的温差能资源90%以上分布在南海，其次是东海。1）黄海。由于在每年夏半年（5～10月份）有黄海冷水团出现，即在30m（北黄海）、40m（南黄海）以下为冬季保留下来的7～9℃的冷水，而其上部为20℃以上的温海水，故存在温差能资源。根据吴文等［6］计算黄海的温差能资源理论储量为0.141×1018kJ。2）东海。东海陆架区中的相对深水区，夏半年（5～10月份）存在表、深层温差能资源。根据吴文等［6］计算温差能资源理论储量为0.338×1018kJ。东海黑潮区终年上层海水温度为22～29℃，而1000m以下终年水温在4℃以下，全年表、深层温差达18℃以上，蕴藏着丰富的温差能资源。根据王传崑［4，5］和吴文等［6］计算温差能理论储量约为0.79×1018～1.75×1018kJ，技术可开发装机容量约为1.603～3.55TW，可开发装机容量约为16.0～35.5GW。3）台湾岛以东海域。因黑潮流经该区，同样蕴藏着丰富的温差能资源。据中国台湾省电力公司估算，可开发利用能量约为216×1012kJ，可开发装机容量约6.8GW（此资源数量只见简单报道，未见计算的具体区域和方法，中国大陆学者因缺资料，未进行资源计算）。另据台湾工业技术研究院研究称，台湾东部海域12海里内的温差能资源储量可达30GW。4）南海。南海由于纬度低、水深、海域广阔等原因，使其蕴藏着丰富的温差能资源。根据王传崑［4，5］和吴文等［6］的计算，南海温差能理论储量为12.96×1018～13.84×1018kJ，若取能量补充周期为1年，技术可开发装机容量为33.07～35.11TW。若取可开发利用其中的1%，则南海温差能资源可开发利用装机容量为331～351GW。4.3开发条件1）黄海。北黄海平均水深38m，大部分水域水深小于60m，南黄海平均水深46m，大部分水域水深小于80m。由于水深较浅，暖水层厚度较小，表、深层温差较小，而且仅在夏半年发生，冬半年表、深层水温基本一致，故一般认为很难开发利用，常暂定为没有开发利用价值。但是，早在1981年浙江大学洪逮吉教授［9］就提出以火力为热源，以冷海水为冷源，以CO2为工质，建大功率火电站，利用这种特殊温差能资源的设想。最近中国海洋大学侍茂崇教授提出，在夏季提取紧靠山东威海附近的底层冷海水做空调冷源的设想。可见，不局限于通常意义的温差能利用方式，黄海这种温差能资源还是可能被开发利用的。2）东海。地形为西北高，东南低，自西北向东南倾斜，平均水深370m。其中，东海中部以西，为水深小于200m的陆架区，占东海面积的66%；东海中部以东，多为水深大于1000m的冲绳海槽，因有来920太阳能学报32卷自赤道附近的“黑潮”（高温、高盐海流）由台湾岛以东进入东海流经此区，称其为黑潮区。陆架区因为水深较浅、温差较小，且仅在夏半年发生，所以一般也认为开发利用较困难，只能采用非常规方式开发利用。黑潮区的温差能资源具有温差大、暖水层厚、全年温差较稳定及离岛屿较近等优点，因此温差能资源丰富，开发条件较好。3）台湾以东海域。台湾岛以东海区的海底地势自台湾东岸向太平洋海盆激剧倾斜，在台湾苏澳以北岸段海底坡度较缓，大陆架稍宽，7～17km，近岸水深较浅，陆架外大部水深为200～1000m；苏澳以南陆架狭窄，2～4km，坡度很陡，水深较深，陆架外大部水深为3000m，除新港至台东港一段外，1000m与200m等深线极为靠近。因此，本区具有全年表、深层温差20℃以上，近岸水深变化急促，1000m的深水区距离海岸很近，海岸多为悬崖陡壁等有利的开发条件，是岸基式开发的优良厂址。自1980年代初起，台湾省电力公司等单位对花莲县的和平溪口及石梯平、台东县的樟原及绿岛、恒春县的红柴及兰屿等预选站址，进行资源和环境调查评估，认为樟原和红柴条件优越是可能性较大的温差电厂厂址。4）南海。南海资源最丰富，开发条件最优越，西沙是最适合先期开发的试验场地。南海北部。大部分为大陆架，东南部为深水区，1000m等深线距离大陆海岸线一般为300～400km，但个别区位距岸较近，如距汕头市海岸最近处约为200km，距海南岛和东沙群岛分别约90和50km。因此东南部具有较好的深水区和表、深层水温差条件，但因其距离大陆和岛礁仍较远，不具备建陆基电站的条件，不适于最先试验性开发。而与南海中、南部相比，距离大陆最近，在未来的温差能资源开发中后方供应联络最为方便。南海南部。南沙群岛位于南海深水海区中、东南部，形似海底连绵的山脉，呈东北—西南排列。本区温差能资源丰富，具有广阔的开发前景。但因其距离大陆最远（均在1000～1500km间），也不适于作为近期开发的对象。南海中部。西沙和中沙群岛位于本区西部。西沙群岛为一群坐落在900～1000m的大陆坡台阶上的岛礁，其边坡陡峻，是良好的陆基式或陆架式温差电站站址。西沙群岛中的永兴岛是南海诸岛的行政、经济、军事中心，有较多的常住人口。其能源和淡水均需由大陆供应，因路途遥远，十分不便，成本较高。如能开发利用温差能资源，既能提供能源，又可获得淡水，还可利用深层水用作空调和养殖，具有一举多得的效益。西沙群岛是最适合首先开始温差能开发试验的场地。综上所述，从资源能量密度、资源储量和开发条件来看，南海中部海区和台湾以东海区是海洋温差能开发利用的理想场地。5盐差能资源5.1资源储量根据王传崑［4，5］利用中国江河入海水量［10］资料计算，全国沿岸盐差能资源理论储量约为3.58×1015kJ，理论功率约为114GW（表9）。若取可开发其中的10%，则全国沿岸盐差能可开发装机容量约为11.4GW。表9中国主要入海河流河口盐差能资源储量Table9Seawatersalinity-gradientenergyinthetypicalestuarineofmajorriversinchina江河名称河口省区入海水量/108m3理论储量/1012kJ理论功率/MW鸭绿江辽河滦河海河黄河淮河长江钱塘江瓯江椒江飞云江交溪闽江晋江九龙江浊水溪韩江珠江鉴江漠阳江南流江南渡江万泉河辽宁河北天津山东江苏上海浙江福建台湾广东广西海南全国81.819.963045.111.034745.611.135114.83.6114431104.7332022354.21718911422147022029270.9225014334.7110066.616.251343.810.633765.716.0506552134425050.612.339014735.7113345.711.135224158.618572860694.92203052.912.940859.914.646252.712.840659.014.345551.112.439414738358113543977351114332017187022042006279352247574068491135435.2资源分布1）资源分布不均。由于盐差能资源储量取决6期施伟勇等：中国的海洋能资源及其开发前景展望921于入海的淡水量和海水的盐度，所以盐差能资源的分布具有与入海水量分布相同的不均匀性。全国盐差能资源主要分布在长江口及其以南大江河入海口沿岸。其中以长江口最多，可开发装机容量为7022MW，占全国总量的61.84%；珠江口为2203MW，占全国总量的19.40%；合计占全国总量的81.24%。2）盐差能功率季节变化剧烈，年际变化明显。沿海江河入海淡水流量的变化特点决定了盐差能功率具有剧烈的季节变化和显著的年际变化。另外，由于上游大型水电站、水库建设等水利开发力度的加大等原因，我国江河的入海淡水流量逐年减少的趋势明显，有的江河经常处于断流状态。5.3开发条件由于盐差能开发技术研究的历史较短，技术上尚处于原理性探讨和实验室研究阶段。关于盐差能开发对环境条件的要求，还了解较少，因此对开发条件的评估尚难于进行。而在河口地区开发利用盐差能与其他海洋经济活动和海洋生态环境的相互影响较为明显。盐差能资源蕴藏在沿岸河口地区，江河越大盐差能资源越多；而河口地区正是经济发达地区，江河越大经济活动越发达。经济发达地区的河口从事交通航运、渔业捕捞、海洋开发工程等各类活动的来往船舶众多，开发利用盐差能若在河口筑坝，使交通航运、生物的回游、沉积物运移、污染物排放等受到限制，显然是不可行的。一般是设想利用导水管道把河水和海水引到岸边后实现盐差能转换。另外，以上资源储量均用各江河的全部入海水量计算而得，上述表明，各江河口的入海水量全部用于盐差发电显然是不可能的。6海洋能开发与研究前景展望6.1海洋能资源开发的现状在科技部等国家领导部门的支持下，我国的潮汐能、波浪能和潮流能技术已经取得较大进步，虽在国际上均居较先进地位，但追赶国际领先水平还尚需时日，任重道远。关于国内外海洋能开发利用现状，文献［11～14］已有阐述，在此不再赘述。6.2国家更加重视海洋能开发1）本世纪，特别是2006年《可再生能源法》颁布以来，在国家一系列法规、政策激励下，海洋能研发队伍迅速扩大。据统计，正在和准备开展海洋能研发的单位已超过60个，不少著名大学和科研设计院所正在整合人才、设备等资源，成立专门机构，重新或开始开展海洋能技术研发。2）本世纪以来，海洋能开发利用已列入国家可再生能源发展规划和国家能源中长期发展规划。国家对海洋能的投入正逐年加大。2008年，国务院把“承担海洋可再生能源的研究、应用与管理”确定为国家海洋局主要职责之一。2009年2月，海洋局首次参加全国能源工作会议。这些充分说明了国家对海洋能开发的重视。3）近几年，国电、中海油、大唐、华能等常规能源集团纷纷开始关注海洋能开发。近期它们已开始联合有关单位承担海洋能开发和研究的国家项目。4）2009年，国电龙源电力集团已与10MW级健跳港潮汐电站所在地政府签订了相关协议，正在积极推动电站建设的前期工作。6.3海洋能在能源中的战略定位关于海洋能在我国未来能源供应中的地位，根据海洋能资源和开发技术发展潜力可以预测，在近期（2020年前），沿海和海岛是常规能源缺乏、能源供需矛盾突出的地区，这里海洋能资源最丰富，开发潮汐能、波浪能、潮流能可为沿海工业、海岛等就地提供能源，可作为缓解能源供需矛盾的辅助能源之一。在中长期（2030～2050年），开发近海、外海的波浪能和温差能可为海洋资源开发产业提供能源，具有得天独厚的优势，是其他能源所不可比拟的，将占据重要位置。6.4海洋能开发与研究前景展望近期2020年前后，在国家有力政策支持下，海洋能开发与研究的前景是：1）潮汐能开发在2～3年内将有1～2座10MW级潮汐电站开工，4～5年内将建成；在以上电站示范运行后，一面可推广此类电站；一面可开始迈向100MW级潮汐电站的研建。2）波浪、潮流发电装置示范研究正从10kW级迈向100kW级阶段，在3～5年内可望有100kW级的波浪、潮流实用电站建成，再经过5～10年的努力，有望进入MW级装置和小型装置群的示范研究阶段，并开始向波浪能、潮流能群式（阵列）规模化开发发展。922太阳能学报32卷7关于促进海洋能利用发展的建议7.1尽快制定加快海洋能利用的发展规划和有力政策由于海洋能转换装置要在狂风、巨浪、强潮、急流中建造和运行，并且存在装置防海水腐蚀、防生物附着污损、防水下渗漏、防高压和装置海上固定、系泊及海中电力输送等陆上不存在的特殊技术问题，所以海洋能开发技术更复杂，难度更大，投资更高。因此，需要国家对开发潜力巨大、前景广阔的海洋能更加重视，尽快制定促进海洋能开发的发展规划和特殊的优惠政策，以促进海洋能开发更快地发展。7.2明确海洋能开发的技术政策及部署根据我国海洋能资源和技术现状，建议近期（2020年前）海洋能开发的技术政策和部署是：以能为沿海提供工业电力的商业潮汐电站及波浪能、潮流能技术实用化为重点，以建成MW级潮汐电站和波浪能、潮流能实用电站为目标；并积极推进为海岛提供稳定生活和生产电能及淡水的海岛多能互补独立供电技术和深海温差能技术研究，以建成海岛多能互补独立供电示范系统和温差发电示范装置为目标，适当兼顾盐差能技术的探索研究。7.3加强海洋能资源保护1990年起，国家和沿海各级政府开始编制、实行与《海域使用法》配套的《海洋功能区划》，而各类海洋能开发功能有的已列入，有的未列入。但总体上对海洋能开发功能的保护不够，不少蕴藏海洋能资源的优良港湾、岸段已被火电站、港口码头等工程挤占或严重影响，已无开发的可能性，并且很多开发建设工程还在规划、建设之中。为此建议：把各地海洋能资源的优良港湾、岸段的“海洋能开发功能”列入海洋功能区划，并制定有效的保护政策和措施，以保证海洋能开发的需要。7.4加强资源调查研究与评价我国已做过的海洋能资源调查研究工作，已过去20多年，由于自然演变和各类工程建设，各类海洋能资源和开发环境已发生了较大变化。为适应制定未来海洋能开发规划及选址等需要，应抓紧开展全海域、各类海洋能资源的调查研究评价。尤其是那些从未调查的资源和海域，如沿岸急流区的潮流能、大浪区的波浪能、港湾外的潮汐能资源等，均应在调查中给予重点关注。［参考文献］［1］王传崑．中国海洋志［M］．郑州：大象出版社，2003，454—465．［1］WangChuankun．HistoryofChinamarine［M］．Zheng-zhou：DaxiangPress，2003，454—465．［2］电部水电规划设计院，水电部华东勘测设计院上海分院．中国沿海潮汐能资源普查［R］．1985，1—76．［2］HydropowerPlanningandDesignInstituteUndertheMin-istryofWaterResourcesandElectricPower，EastChinaInvestigationandDesignInstituteShanghaiBranch．ThetidalenergyresourcessurveyofftheChinesecoast［R］．1985，1—76．［3］王传崑，陆德超，等．中国沿海农村海洋能资源区划［R］．国家海洋局科技司，水电部科技司，1989，15—44．［3］WangChuankun，LuDechao，etal．DivisionofChina’soceanenergyresourcesinruralzoning［R］．Science＆TechnologyDepartment，StateOceanicAdministration，theMinistryofWaterResourcesandElectricPower，1989，15—44．［4］王传崑．中国自然资源丛书（海洋卷）［M］．北京：中国环境出版社，1995，189—225．［4］WangChuankun．Chinanaturalresourcesseries（OceanVolume）［M］．Beijing：ChinaEnvironmentalPress，1995，189—225．［5］WangCK．AsurveyofoceanenergyresourcesChina［M］．Beijing：ChinaOceanPress，1987，93—106．［6］吴文，蒋文浩．我国海水温差能资源蕴藏量和可开发量的估算［J］．海洋工程，1988，6（1）：82—91．［6］WuWen，JiangWenhao．AnestimationofChina’soceanthermalenergyresourcesanddevelopmentofreserves［J］．TheOceanEngineering，1988，6（1）：82—91．［7］马怀书，于庆武．我国毗邻海区表面波能的初步估算［J］．海洋通报，1983，2（3）：73—81．［7］MaHuaishu，YuQingwu．PrimaryestimationofsurfacewaveenergyinChinaoffshoreareaandadjacentregion［J］．MarineScienceBulletin，1983，2（3）：73—81．［8］PanickerNN．Energyfromoceansurfacewave［A］．TheEnergyTechnologyConference［C］，Houston，Texas，1977，18—23．［9］洪逮吉．用黄海冷水团作冷源建立大功率火电站［J］．海洋通报，1983，2（6）：107—110．［10］薛鸿超，谢金赞．中国海岸带水文［M］．北京：海洋出版社，1996，7—8．［11］王传崑．国内外海洋能技术发展与展望［A］．中国可6期施伟勇等：中国的海洋能资源及其开发前景展望923再生能源学会第八次全国代表大会暨可再生能源发展战略论坛论文集［C］，北京，2008，78—96．［12］王传崑．大力开发海洋能力筑“蓝色经济”———我国海洋能技术发展与展望（上篇）［N］．中国建设报，2009-1-5．［13］王传崑．大力开发海洋能力筑“蓝色经济”———我国海洋能技术发展与展望（下篇）［N］．中国建设报，2009-1-12．［14］王传崑．中国的海洋能开发研究的历史、现状及展望［A］．2009国际海洋能发展与技术研讨会暨第二届全国海洋能学术讨论会PPT文集［C］，哈尔滨，2009，1—12．UTILIZATIONANDPROSPECTOFOCEANENERGYRESOURCEINCHINAShiWeiyong，WangChuankun，ShenJiafa（TheSecondInstituteofOceanography，SOA，Hangzhou310012，China）Abstract：InvestigationofoceanenergyresourceinChinaandassociatedpreliminaryresearchandprogramofpro-phaseexploitationworkwerefirstreviewedinthepaper．Thereafter，basedonthelargelyamountofinvestigatedda-taofoceanenergy，storagecapacity（power），distributionchangeandutilizationconditionsofdifferentoceanener-gywhichincludestideenergy，waveenergy，tidalcurrentenergy，salinitydifferenceenergyandoceanthermalen-ergylocatedattheoffshoreareaandadjacentregionwerefurtheranalyzed．Inaddition，theprospectofexploitationonoceanenergyresourceinChinawasdiscussed．Keywords：China；oceanenergy；exploitationandresearch；history；presentsituation；prospect