海流中蕴含了大量的能量，其中主要是潮汐运动形成的能量。所谓潮汐，是指海水在地球、月亮、太阳等天体运动引潮力作用下的运动结果。离岸岛屿和大陆之间的海峡以及海峡周边相关滩涂区域的海底地形等相关因素，极大地增加了水流速度，从而形成了可观的动能。流速超过1m/s的海域，海洋潮流能转换在经济上就认为是可行的。本文描述了海流开发中的突出问题，包括电力生产、能源储备评估、转化技术以及该领域内领先项目的现状，也总结了与站址开发、装置选取和阵列发展相关的重要问题。本文的研究结论认为，随着人们对能源独立的渴望和对气候变化的对抗，只要建立良好的管理和激励体制，开发多兆瓦级海洋能阵列装置一定会比风能技术发展成熟的进程更迅速。

一 简介

因化石燃料供能产生的污染和废气排放正逐年增加，如果社会要减少此类污染，同时还要满足人们的能源需求，那么开发自然的、可持续发展的能源迫在眉睫。可再生、可持续发展的能源包含生物质能、地热能、海洋能和风能等。通过增加这些能源的供能比例可减少对化石燃料的依赖。全球范围内对这种做法已经在“摩拳擦掌”，并为此开展了很多研究活动。为应对气候变化，欧盟计划到2050年CO₂的排放减少80%，到2020年20%的电能来自可再生能源。大部分国家的主要项目都集中在大规模利用陆上或海上风能方面。对于风能的利用，需要重点考虑超过6MW大容量发电机组的开发以及在平台上的安装，以推进风场向资源更充足的深海域发展。如果产能易于获取、产能量增加并有相应的资金支持、符合能源供应安全标准并满足国际上废气排放的相关要求，那么风能利用极有可能以高速平稳的步伐持续发展下去。按照规划，到2020年英国海上风力发电的装机容量可达到22～33GW左右。

放眼更远的海域，风能为其他可再生能源的开发创造了条件，从而能更好地满足人们对能源的需求。地球有2/3的面积被水域覆盖，这为我们提供了大量的能源。这些能源以波浪能、潮流能、温差能以及盐差能的形式存在着。Clément等^[1]和Falcão^[2]提及了波浪能的转换，Damy，Marvaldi^[3]和Brauns^[4]提到了温差、盐差能的转换。其中波浪能的发展已达到一定规模。以欧洲海洋能中心（EMEC）为例。2004年，欧洲海洋能中心建造了750kW Pelamis 一代；2005年，建造了100kW的波能发电筒；2008～2009年在葡萄牙建造了三个Pelamis一代；2009～2010年，建造了800kW和315kW的Aquamarine Oyster，其中800kW的装置现在正在欧洲海洋能中心进行安装，另外两个将在2012年和2013年进行安装。2010年，开始建造Pelamis二代，第二个装置将于2012年开始布置。2012年欧洲海洋能中心开始建造0.5～1MW的Wello Oy’s Penguin。

本文中，我们仅仅讨论海流能或者叫作潮流能的转换技术。事实上，海洋能的利用与风能的利用有一定的相似性。这些相似性主要是运行环境、天气变化情况、功率获取与输出、供应链、操作和维护等方面。

潮汐能发电目前已经实现。提取潮汐能的方法可分为两类：①堰坝型——将水拦截在堤坝后边，海水流经安装在堤坝内的传统水电站后排出。这一类包括横穿潮汐河口的堤坝，例如，已经有50年历史的郎斯电站和几个计划建在赛文河上的弃置项目。②潮汐（潮流）发电机^[5]——海流流经布置好的水翼，可产生扭矩，从而驱动发电机运行。这种转换设备可以是导流型的也可以是非导流型的。许多潮流水轮机原型设计采取了和风力机类似的配置，即非导流型、低密实度、水平轴转子。这种水轮机特别适用于高速海流条件，可以在合适的、高能的海域内布置成“栅栏”或者阵列水轮机组。

本文描述了海流开发中的突出问题，包括电力生产、能源储备评估、转化技术以及该领域内领先项目的现状，也总结了与站址开发、装置选取和阵列发展相关的重要问题。

二 能源特征与评估

由潮汐引起的海流蕴含了大量的能量，在英国海岸这一点尤为突出。海流的形成源于全球海洋环流，例如大西洋的佛罗里达洋流，或者是太平洋的黑潮，以及由海水密度变化引起的海流，例如博斯普鲁斯海峡（土耳其）的海流。在许多海域中，海流流速过小，无法进行开发。然而，离岸岛屿和大陆之间的海峡以及海峡周边相关滩涂区域的水下地形等因素，在增加水流速度方面扮演着重要角色，从而形成了可观的动能。这些地区流速超过1m/s，海流能的获