日本的海洋能發電

方新洲

日本是個島國，國土狹小，資源匱乏，但日本政府和民間產業界充分利用本國的地理環境條件，大力開發和應用海洋新能源、新技術。從裝置的設計到實際功能，日本人用自己的智慧不斷地開發著新的能源，并已取得了舉世矚目的成就。

一、浪力及潮流發電

日本海上保安廳從20世紀50年代初就著手對自然能源的研究開發。作為海上交通航路標記的燈塔、燈標以及浮在海上的浮燈標等，很多都是建在孤島和巖礁上的，所以，它們需要有獨自的電力供應。

日本沿海有約5500處航路標記，現在，其中約3000處航路標記在利用自然能源。據有關人員介紹，利用自然能源的航路標記設施最終要達到80％。

在自然能源的利用中，最多的是太陽能發電，其次就是浪力發電。浪力發電的原理是，將波浪或浪濤造成的海面上下波動轉換成氣壓，然后，利用氣壓的力量來推動渦輪機發電。第一臺浪力發電機組是1965年投入使用的，它用于為大阪灣海面上的浮燈標供電。

在“以海洋能源來保護大海的安全”的宗旨下，2002年，海上保安廳還引進了使用潮流發電的浮燈標。所謂潮流發電，是利用海潮水流推動渦輪機來進行發電。這些利用自然能源進行發電的裝置，缺點在于發電量受氣候影響的左右。為了保證更加穩定的電力供應，海上保安廳正在研究太陽能發電與浪力發電的并用，夏季經常是陽光強烈但海面平靜，這時就以太陽能發電為主；而冬季，因天氣陰沉且海濤洶涌的日子較多，所以則以浪力發電為主。

二、海洋溫差發電

所謂海洋溫差發電，是利用大海表層與深層的溫差來生電。其方法是，用表層梅水對沸點較低的氨水進行熱化，并使之蒸發，用其蒸汽來推動渦輪機。然后，用冰冷的深層海水對蒸汽進行冷卻，使之還原為氨水，如此周而復始。

在海洋里有利用潛能更大的“溫差”。海水是越到深處越冷，在低緯度地區，海面以下1000米處和接近海面之間的溫差能達到20一15℃。

19世紀就有人考慮利用海水的溫差發電。但是從海中取水需要消耗能源。如果發出的電不能大大超過取水所使用的能源，那么發電就沒有任何意義—在這種情況下，日本佐賀大學海洋能源研究中心的上原春男教授從1973年著手開發，經過長期反復摸索，1994年成功地發明出一種高效熱交換機，被稱為“上原循環”的新方式。其基本原理是氨和水的混合物。通過把兩個循環系統聯結起來，大大提高了效率。

佐賀大學海洋能源研究中心在2002年被“21世紀COH計劃”選中后，在2003年建成了新的實驗據點一—伊萬里附屬設施。目前正在利用30千瓦的發電裝置進行實證性實驗。

如果再配上海水淡化裝置的話，在發電的同時能得到淡水和深層水。它們可以作為礦泉水來飲用。電解后還能得到燃料電池用的氫。富有養分的深層水回灌海洋后還能形成新的漁場。

上原教授說：“提取溶解在深層海水中的鈾和鋰用于原于能發電和制造電池也是一種用途。海洋溫差發電的很大優點是不僅能發電，在經濟上還能帶動很多相關產業。”

三、海風發電

2003年5月8日，日本國土交通省提出一項研究利用海風發電的計劃，作為對地球溫室效應采取的對策之一。該計劃首先將調查適合海上風力發電的港灣區域，防波堤保護的港灣區域是海上風力發電最佳選擇場所。其最大優勢在于建設發電用的風車時，風車的支柱等基礎部分低于防波堤，靠防波堤來防御波風的侵蝕，其安全性高；而受風的風車部分，高出防波堤，并不妨礙所承受的海風風力。其次，選取適合海上風力發電的建設區域，選擇海風穩定的海面，充分利用港灣的水域。計劃明年批準風力發電企業可利用的區域，以低息貸款的方式，大力扶持民營企業建設風力發電設施，促進風力能源的普及。