中华学生百科全书-第195章
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利用发电过后的 80℃热水，建造了 5 万平方米的温室，改变了过去吃不到蔬
菜的状况。地热温室还可以用于培育良种，育秧育苗，种植蘑菇等。
——地热养殖。中国地热养殖事业发展很快，养殖的动物有非洲鲫鱼、
鳗鱼、四大家鱼、虾、甲鱼、蛇和蜗牛等，以福建最多，经济效益很好。
——地热采暖。地热采暖最大的用户在天津。天津地下深处（2000 米以
下）有温度较高的热水，可为区域采暖提供热源，现总采面积达到将近 100
万平方米。其他地区也在开始进行地热采暖工程的建设。
——地热浴疗。这是最早开发利用地热的方式，也是发展最快的一种方
式。全国已有 600 个地热浴池，200 个地热疗养院。一些地方的地热水像矿
泉水一样，对风湿性关节炎、皮肤病、神经官能症等疾病有着一般药物难以
取得的疗效。西藏的一些地方在地热泉上建起房屋，冬天，室外温度零下 50
℃，从室内的热泉中却可以打出 50℃～60℃的热水。
——其他运用。地热资源还可以应用于孵化、灌溉、沼气池加热和提取
化学元素等方面，如西藏的地热水中含硼、锂、铷、铯等，具有很大的综合
利用前景。
有待进一步解决的问题
地热能的开发会引起一些环境问题。地热水中常常含有一些有害物质，
如较多的氟、硼、砷、汞以及重金属铬、镉等。其中还有些钙、镁离子，容
易结垢。对于周围没有污水排放条件的地区，水化学污染成了开发地热的严
重障碍，有待进一步解决。地热水抽取过多还会引起地面沉降，这样，就要
采取回灌措施。要是把会引起污染的地热水灌回去岂不甚好？但要选择适合
的回灌方案，不要因回灌了温度较低的水而使得生产井的水温降低。
在地热开发过程中，总会有些从地下出来的气体被排放到大气中。这些
气体主要是水蒸气，但往往还有硫化氢和二氧化碳等。硫化氢有恶臭和对金
属的腐蚀性。在开发地热田之前、必须设计安装处理硫化氢的装置。这些气
体特别是地热蒸汽，从井口喷出时往往发出尖叫声，造成噪音污染，所以在
井口要安装能抗腐蚀的消声器。地热水中往往有较多的钙离子等，容易结垢，
必须注意除垢。
地热能应用的远景
干热岩体，简称干热岩，一般指的是地下深度在 5000 米以内，温度在
200℃以上，没有水或水蒸气的干燥高温岩体。由于缺乏天然工作流体（地下
热水），必须建立人工流体循环系统。这就需要至少打两个钻孔从地面到达
干热岩体，一个灌进冷水，冷水被干热岩体加热成蒸汽或热水后从另一个钻
孔喷出或抽出，这样就能发电或供热。使用过后的热流可再次灌进钻孔，循
环使用。美国在新墨西哥州进行的试验已经取得了成功。
一般位于地下 100 公里深处地幔中的岩浆有时会上升到较浅的地方形成
岩浆储能区，其温度高达 1000 度。可用物探法发现岩浆储能区，用不断进行
冷却的钻头钻孔，然后用类似干热岩的方法得到蒸汽用来发电。据估计，可
利用的岩浆储能比全部化石燃料还多。这样，人们平时只在火山爆发时才见
得到的、毁灭性的、令人望而生畏的岩浆也能用来为人类提供无穷无尽的能
源了。现代技术之奇妙，超过了过去人们的想象！
海洋能
海洋能是蕴藏在海洋中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流和潮
流能、海洋温差能和海洋盐度差能。潮汐能和潮流能来自月球和太阳的引力
作用，其他海洋能都来源于太阳辐射能。这五种海洋能在全球的可再生总量
约为 788 亿千瓦，技术上可利用的能量为 64 亿千瓦。
目前只有潮汐发电技术和小型波浪发电技术开始进入实用阶段，其他几
种仍在研究试验阶段。
海洋能的能量密度较小且不稳定，随时间变动大；海洋环境复杂，海洋
能装置要有能抗风暴、抗海水腐蚀、抗海生生物附着的能力。现阶段，海洋
能试验性发电的成本较高，尚不能与常规火电、水电竞争。但海洋能总量大，
无污染，对生态环境影响小，是一种有开发潜力的可再生能源。
潮汐能
全世界可开发的潮汐能约 30 亿千瓦，是目前全球发电能力的 1．6 倍，每
年最多能发电 2600 亿度。中国东南海岸与加拿大芬迪湾、英国塞文港湾、法
国西北海岸和俄国鄂霍次克海这 5 个地方的潮汐能占了全世界可开发潮汐能
的一半以上。目前世界最大的潮汐电站是法国朗斯潮汐电站，装机容量 24
万千瓦。英国计划中的塞文河口大型潮汐电站坝长 13 公里，装机容量 720
万千瓦，造价 80 亿美元。内侧方案可发电 129 亿千瓦时／年，发电成本 6．1
美分／千瓦时，外侧方案可发电 197 亿千瓦时／年，发电成本 7．1 美分／千瓦时，
具有与核能发电竞争的能力。再进一步，横跨英吉利海峡筑坝建潮汐电站，
装机容量可达 5000 万千瓦，造价约 320 亿美元。除了资金上的问题外，在技
术上是可行的，没有施工上的难题。
中国潮汐能理论蕴藏量约 1．1 亿千瓦，年发电量为 2750 亿千瓦小时，可
开发的潮汐能装机容量为 2157 万千瓦，年发电量为 619 亿千瓦小时，其中
80％在福建、浙江两省（浙江占 61％，福建占 22％），此外广东占 5％、辽
宁占 4％。福建、浙江能源短缺，有必要考虑建设潮汐电站。浙江钱塘江潮
举世闻名，其江口潮差大，江宽水浅，有潮涌之害而无航运之利，而且两岸
都是平原，缺乏淡水，如建设堤坝式潮汐电站，可采用半贯流式水轮机（“灯
泡”贯流式水轮机）或全贯流式水轮机，装机约 472 万千瓦，年发电量 130
亿度，并且可在发电的同时挡潮蓄淡，促淤围垦，还可在堤坝上修路，解决
两岸交通问题。这将是一项大工程，应当统筹规划，综合利用。
波浪能
波浪能是一种密度小、不稳定的能源。中国沿岸波浪能总功率约 0．7～1
亿千瓦，集中分布在浙江、福建、广东、海南和台湾 5 省。
将波浪能收集起来并转换成电能或其他形式能量的波能装置有设置在岸
上的和漂浮在海里的两种。按能量传递形式分类有直接机械传动、低压水力
传动、高压液压传动、气动传动 4 种。其中气动传动方式采用空气涡轮波力
发电机，把波浪运动压缩空气产生的往复气流能量转换成电能，旋转件不与
海水接触，能作高速旋转，因而发展较快。
波力发电装置五花八门，不拘一格，有点头鸭式、波面筏式、波力发电
船式、环礁式、整流器式、海蚌式、软袋式、振荡水柱式、多共振荡水柱式、
波流式、摆式、结合防波堤的振荡水柱式、收缩水道式等十余种。我国研制
的新型波力发电装置也曾打入国际市场。
近年来，挪威、日本和前苏联都建立了波浪发电站，英国与印度签定了
合同，在印度建造世界最大的波浪发电站，发电能力 5000 千瓦。据挪威的实
验，一条捕鱼船在被大西洋的波浪冲击条件下从波浪吸收的能量等于船上的
发动机所提供的能量。如果这项技术能够普及和提高，那么航行在大海上的
船就可以不用带燃料了！
海流能和潮流能
海洋中部分海水以一定的速度，向着一定方向流动所具有的动能叫做海
流能。比较稳定的海流能可用来发电。著名的海流能有墨西哥湾暖流能等。
潮流能是海水产生周期性往复运动时所具有的能量，主要集中在某些狭
窄的海峡或海湾。海流和潮流发电装置类似，可统称为海流发电。
海洋温差能和海洋盐度差能
在海洋深处（1000 米左右）温度经常保持在 4℃，而热带海洋表面可高
达二十几度，海洋表层与深层存在约 20 度的温差。这一海洋温差蕴藏的能量
全球可开发量约 100 亿千瓦，在各种海洋能中居首位。
我国海洋温差资源集中在南海和台湾东岸的太平洋热带海域。
利用海洋温差发电的技术叫做海洋热能转换。根据热循环系统所用工质
及流程不同可分为闭式循环海洋热能转换和开式循环海洋热能转换，以及混
合循环三种类型。无论哪一种实验装置现在的效率都较低，只有 2．5％左右。
此外，还有雾滴提升循环、全流循环、热电效应等转换方式。海洋热能电站
可分为陆基电站和海基（漂浮）电站。
在江河入海口淡水和海水之间，或者盐分浓度不同的海水之间，由于所
含盐分不同，在界面上产生了巨大的能量。在界面上安置半透膜，将这一能
量以渗透压的形式表示出来时，称作盐度差能。海洋盐度差能的利用还未到
实用阶段。
柴草禾木的重新开发——生物质能
几千年来，我们的祖先一直燃烧稻草、木材等植物来做饭取暖。只是到
了 17 世纪后期，发现了化石燃料——煤、石油和天然气等以后，稻草、木材
等植物能源，逐渐退居次要地位了。尽管如此，目前世界上一些经济不发达
的地方，仍在用它们做燃料，约占全世界能源供应中的 15％。
农民为了种植新鲜蔬菜，常在菜田的周围打木桩，然后用塑料膜或玻璃
覆盖在上面搭成温室，或叫暖房。透明的房顶可以让太阳光辐射进来，里面
的热量却不容易散失出去。
我们居住的地球周围有一层大气层，它让阳光透入地表加温，而地表散
发的热量，一部分被封锁在大气层里，使地球变得温暖。如果没有大气层，
地球就会像月亮那样变成寒冷荒凉的世界。可是，近几十年来，人类不注意
保护大气层，大量燃烧煤和石油，放出许多二氧化碳，使得大气层二氧化碳
的含量越来越高，像我们冬天洗澡时用的浴罩一样，过量的二氧化碳把地球
罩了起来，使得地表吸收更多的热，温度越来越高。这种现象，科学家把它
叫做温室效应。温室效应对农业生产、气候及资源分布产生了很大的影响。
如果人类再不采取措施，任其发展，会使冰山融化，海平面上升，海水浸没
大陆，造成无法估量的灾难。
要减轻温室效应，最好的办法是大量减少使用化石燃料，寻找不产生或
少产生二氧化碳的燃料。于是，科学家们重新打起稻草、树木等植物的主意
了。稻草、木材等植物在燃料时释放的二氧化碳，与它们在生长过程中消耗
的二氧化碳大致相等，这样可以维持大气中二氧化碳的含量稳定，避免产生
温室效应。植物含有的能量也非常巨大，如稻草，每 3000 克燃烧发出的热量
相当于燃烧 1 升石油发出的热量。
随着科学技术的发展，人类对能量的需求逐年增加，近 10 年来，世界各
国尤其是一些发达国家，对能够用作能源的各类植物进行了大规模的研究。
庄稼收割后，留在地里的稻茬、麦茬有两种用途，一是埋入土里当肥料，二
是把它们挖出来作燃料，经过比较用作燃料更合算。
伐木场运出树木后，还有大量枯枝、残叶，过去往往是付之一炬，现在
要充分利用它们。把它们压碎，运到工厂当燃料，尽管运输时没有煤来得容
易，但木头的含硫量只有煤的 1／10，对环境污染要小得多。
养鸡场、畜牧场大量的粪便，经过细菌的分解，可以产生沼气。沼气可
以用来煮饭、烧菜、烧水，还可以用来开动卡车、拖拉机、发电机。分解后
的残留物质可以当肥料。蒸馏淀粉及含糖量比较高的植物，如小麦、玉米、
糖浆、甘蔗、木薯等，它们先转化为葡萄糖，再经过发酵成为酒精。酒精和
汽油混合，可以开动汽车、拖拉机和各种内燃机车。纯酒精也可以代替汽油
使用。燃烧酒精比燃烧汽油干净，它的生成物是二氧化碳和水，没有污染环
境的二氧化硫。
现在有一种新兴的种植业叫能量种植业。它选择生长迅速、含能量高的
植物，如桉树、橡胶树、油棕榈、向日葵、油菜、大豆、椰子等，提取它们
的植物油，这种油不但可以成为柴油的代�
