認識*海洋能*與*地熱能*的能源嗎....
一、海洋能－是利用海洋運動過程生產出來能源，這些能量包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋溫差能和海水鹽差能等形式。在地球中海洋佔有71％，而陸地則只有29％，海洋蘊藏豐富的資源與能量，所以充份利用海洋的能量，是人類解決能源危機的一個很好的選擇。而人類早從100多年前就開始了利用浩瀚的海洋的巨大能量來服務人類的探索。
海洋受到太陽，月亮等星球引力以及地球自轉、太陽輻射等因素的影響，以熱能和機械能的形式蓄在海洋裏，海洋能主要包括潮汐能、波浪能、洋流能等動能量和海洋溫差能、海水鹽差能、海洋滲透能等，有專家估計，全世界海洋能的蘊藏量為750多億千瓦，這些海洋能源都是取之不盡、用之不竭的可再生能源。海洋雖然有龐大的能量，但必須以高技術高成本來克服鹽水的高腐蝕性，而有些其況下甚至需要讓設備能承受深海的高壓環境。
潮汐能--因為太陽、月亮與地球之間的萬有引力與地球自轉的運動使得海洋水位形成高低變化，這種高低變化，稱之為潮汐。潮汐發電就是利用漲潮與退潮高低變化來發電，與水力發電原理類似。當漲潮時海水自外流入，推動水輪機產生動力發電，退潮時海水退回大海，再一次推動水輪機發電。
波浪能--海洋波浪是由太陽能源轉換而成的，因為太陽輻射的不均勻加熱與地殼冷卻及地球自轉造成風，風吹過海面又形成波浪，波浪所產生的能量與風速成一定比例。而波浪起伏造成水的運動，此運動包括波浪運動的位能差、往復力或浮力產生的動力來發電。波浪能是海洋能中能量最不穩定又無規律的能源。
海流能--海流發電是利用海洋中的洋流流動推動水輪機發電，一般均在海流流經處設置截流涵洞的沉箱，並在其中設置一座水輪發電機，視發電需要增加多個機組，惟於每組間需預留適當的間隔以避免紊流互相干擾。目前海流發電應用構想種類甚多，但均屬研究性質，其技術可行性離商業化應用尚有段距離。
海水溫差能--海洋溫差能是利用海洋表層海水與深層海水之間不同的溫度，透過溫差汽化工作流體帶動渦輪機發電，海洋為最大的太陽能收集和貯存器。一般在熱帶地區，地層與1000米深之海水溫差可達25℃。理論上，只要有溫差存在，即可抽取能量。溫差若愈大，則海洋熱能轉換之效率愈高，成本愈低，因此，海洋熱能轉換最適合熱帶或亞熱帶地區之發展。
海水鹽差能--海水鹽差能是利用海水（鹹水）和淡水之間的鹽度濃淡不同的化學電位差能，主要存在地區為河水和海水交界處，一些淡水充足的地方也可用鹽湖和地下鹽礦生產鹽差能，鹽差能是海洋能中密度最大的。
其他種類--潮流能。／海洋滲透能。／海洋生物能。／海洋地熱能。
潮汐發電站是水力發電站的一種，利用潮汐水流的移動，或是潮汐海面的升降，自其中取得能量現象發電。在具備潮汐發電條件的海灣（或感潮河口）修建水庫，當海水（或江水）的水位上漲時水庫蓄水，當海水（或江水）的下落時，水庫水位與外海潮位之間形成一定潮差，堤壩出水口處的水輪發電機組受到海水（或江水）驅動而發電。潮汐發電站有三種形式：單庫單向電站、單庫雙向電站和雙庫雙向電站。
1913年，德國在北海海岸建立了世界上第一座潮汐發電站。／1957年，中國在山東建成了中國第一座潮汐發電站。／1967年，法國朗斯潮汐發電站（Rance tidal power plant）建成，這是世界上第一座具有經濟價值，而且也是目前世界上最大的潮汐發電站。
中國潮汐資源：據不完全統計，全國潮汐能蘊藏量為1.1億千瓦，其中可開發的約3850萬千瓦。
潮汐能是指從海水面晝夜間的漲落中獲得的能量。在漲潮或落潮過程中，海水進出水庫帶動發電機發電。潮汐能是一種水能，它將潮汐的能量轉換成電能及其它種有用形式的能源。第一座大型潮汐電站（朗斯潮汐電站）於1966年投入使用。
雖然尚未得到廣泛應用，潮汐能未來將有潛力發電。 潮汐比風能和太陽能具有更強的預測性。在可再生能源的來源中，潮汐能歷來都一直受限於高成本和（具有足夠高的潮差和流速的）可行地點的局限性，因而進一步限制了其總體可行性。然而，許多新技術在設計（如：動態潮汐能、 潮汐潟湖）和渦輪機技術（如：新式軸流式輪機、雙擊式水輪機）上的開發和改進，表明潮汐能的總體可行性可以遠高於之前的假設，同時經濟和環境成本可以降到具有競爭力的水平。
歷史上，潮水(動力)工廠已在歐洲和北美的大西洋沿岸投入使用。其最早可追溯到中世紀，甚至羅馬時代。
因月球引力的變化引起潮汐現象，潮汐導致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動所產生的能量為潮汐能。潮汐能是以勢能形態出現的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能與動能。
潮汐能有三種生成方法：
1.潮汐流發電機（TSGs）利用了流水的動能驅動渦輪機，一種類似於風力渦輪機利用流動空氣的發電方式。和潮汐堰壩相比，由於其低成本和低生態影響，這個方法受到越來越多的歡迎。
2.潮汐堰利用了勢能在高低潮時的高度不同（水頭）。堰壩本質上是橫跨潮汐河口全寬的水壩，且受限於高昂的民用基礎建設成本、全球短缺的可行地點以及環境問題。
3.動態潮汐能（Dynamic Tidal Power, DTP）開發了潮汐流在勢能和動能間的交互作用。該理論認為：從海岸一直延伸入大海建造（如：30～50公里長）大壩，無封閉區域。大壩的存在及規模引入了潮汐的相位差異，和當地的潮汐波長相比，大壩的大小不容忽視。這導致整個大壩的液壓壓頭差異。大壩的水輪機被用來轉換大量電能（每個大壩6000～15000兆瓦）。淺海沿海海域具有與海岸平行振蕩的強大的潮汐波，如在英國、中國和韓國，因而大壩兩側水位會產生明顯差異（至少2～3米）。
潮汐能在漲潮的過程中，洶湧而來的海水具有很大的動能，而隨著海水水位的升高，就把海水的巨大動能轉化為勢能；在落潮的過程中，海水奔騰而去，水位逐漸降低，勢能又轉化為動能。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比。世界上潮差的較大值約為13～15m，但一般說來，平均潮差在3m以上就有實際應用價值。潮汐能是因地而異的，不同的地區常常有不同的潮汐系統，他們都是從深海潮波獲取能量，但具有各自獨特的特徵。
潮汐能主要的利用方式是發電。潮汐發電是利用海灣或河口等地形，建築水堤形成水庫，以便大量蓄積海水，並在壩中或壩旁建造水利發電廠房，通過水輪發電機組進行發電。潮汐是一種世界性的海平面周期性變化的現象，由於受月亮和太陽這兩個萬有引力源的作用，海平面每晝夜有兩次漲落。潮汐發電與普通水利發電原理類似。在漲潮時將海水儲存在水庫內，以勢能的形式保存；在落潮時放出海水，利用高、低潮位之間的落差，推動水輪機旋轉，帶動發電機發電。差別在於海水與河水不同，蓄積的海水落差不大，但流量較大，並且呈間歇性，從而潮汐發電的水輪機結構要適合低水頭、大流量的特點。潮水的流動與河水的流動不同，它是不斷變換方向的。
潮汐發電有以下三種形式：
（1）單池單向發電：先在海灣築堤設閘，漲潮時開閘引水入庫，落潮時便放水驅動水輪機組發電。這種類型的電站只能在落潮時發電，一天兩次，每次最多5小時。
（2）單池雙向發電：為在漲潮進水和落潮出水時都能發電，盡量做到在漲潮和落潮時都能發電，人們便使用了巧妙的迴路設施或設置雙向水輪機組，以提高潮汐的利用率。
（3）雙池雙向發電：配置高低兩個不同的水庫來進行雙向發電。
然而，前兩種類型都不能在平潮（沒有水位差）或停潮時水庫中水放完的情況下發出電壓比較平穩的電力。第三種方式不僅在漲落潮全過程中都可連續不斷發電，還能使電力輸出比較平穩。它特別適用於那些孤立海島，使海島可隨時不間斷地得到平穩的電力供應。它有上下兩個蓄潮水庫，並配有小型抽水蓄能電站。但有一定的電力損失。到目前為止，由於常規電站廉價電費的競爭，建成投產的商業用潮汐電站不多。然而，由於潮汐能蘊藏量的巨大和潮汐發電的許多優點，人們還是非常重視對潮汐發電的研究和試驗。
海洋學家預估世界上潮汐能發電總量在1TW(10的12次方瓦特)以上。潮汐能普查計算的方法是，首先選定適於建潮汐電站的站址，再計算這些地點可開發的發電裝機容量，疊加起來即為估算的總量。20世紀初，歐、美一些國家開始研究潮汐發電。第一座具有商業實用價值的潮汐電站是1967年建成的法國郎斯電站。該電站位於法國聖馬洛灣郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4m，平均潮差8m。一道750m長的大壩橫跨郎斯河。壩上是通行車輛的公路橋，壩下設置船閘、泄水閘和發電機房。郎斯潮汐電站機房中安裝有24台雙向渦輪發電機，漲潮、落潮都能發電。總裝機容量24MW，年發電量1.8GW，輸入國家電網。
1968年，前蘇聯在其北方摩爾曼斯克附近的基斯拉雅灣建成了一座800KW的試驗潮汐電站。1980年，加拿大在芬地灣興建了一座20MW的中間試驗潮汐電站。那是為了興建更大的實用電站做論證和準備用的。世界上適於建設潮汐電站的20幾處地方，都在研究、設計建設潮汐電站。其中包括：美國阿拉斯加州的庫克灣、加拿大芬地灣、英國塞文河口、阿根廷聖約瑟灣、澳大利亞達爾文范迪門灣、印度坎貝河口、俄羅斯遠東鄂霍茨克海品仁灣、韓國仁川灣等地。隨著技術進步，潮汐發電成本的不斷降低使進入2l世紀後將不斷會有大型現代潮汐電站的建成與使用。
潮汐發電的主要研究與開發國家包括法國、前蘇聯、加拿大、中國和英國等，它是海洋能中技術最成熟和利用規模最大的一種。潮汐能是一種不消耗燃料、沒有污染、不受洪水或枯水影響、取之不盡且用之不竭的再生能源。在各種海洋能源中，潮汐能的開發利用最為現實、簡便。
從總體上看，現今潮能開發利用的技術難題已基本解決，國際上都有許多成功的實例，技術更新也很快。潮汐發電利用的是潮差勢能，世界上最高的潮差也才10多米，因此不可能像一般水力發電那樣利用幾十米、百餘米的水源發電，潮汐發電的水輪機組必須適應「低水頭、大流量」的特點，因此水輪做得較大。但水輪做大了，配套設施的造價也會相應增大。於是，如何解決這個問題，就成為反映其技術水平高低的一種標誌。
潮汐發電雖然並不神秘，但仍須尊重客觀規律，才能獲得成功，取得良好效益。否則，光憑主觀願望和熱情，雖然一時可以建成許多潮汐電站，但最後往往會因為實用價值不大而被放棄。優點--數量和產生時間通常都極容易預計。／間接使大氣中的二氧化碳含量的增加速度減慢。缺點--產生的能量會因時間和地點而有所不同。／成本較高、技術複雜的缺陷。／庫區淤積、設備腐蝕等問題。／有些地區漲退潮不明顯，發電效率不大。
二、地熱能－是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔岩，並以熱力形式存在，是引致火山爆發及地震的能量。地球內部的溫度高達攝氏7000度，而在 80至100公里的深度處，溫度會降至攝氏650度至1200度。透過地下水的流動和熔岩湧至離地面1 至5公里的地殼，熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔岩將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，並抽取其能量。
人類很早以前就開始利用地熱能，例如利用溫泉沐浴、醫療，利用地下熱水取暖、建造農作物溫室、水產養殖及烘乾穀物等。但真正認識地熱資源並進行較大規模的開發利用卻是始於20世紀中葉。地熱能的利用可分為地熱發電和直接利用兩大類。地熱能是來自地球深處的可再生熱能。它起源於地球的熔岩漿和放射性物質的衰變。地熱能儲量比目前人們所利用的總量多很多倍，而且集中分佈在構造板塊邊緣一帶、該區域也是火山和地震多發區。如果熱量提取的速度不超過補充的速度，那麼地熱能便是可再生的。地熱能在世界很多地區應用相當廣泛。據估計，每年從地球內部傳到地面的熱能相當於100PW·h。不過，地熱能的分佈相對來說比較分散，開發難度大。
支援地熱發電開發的技術是多面向的，其主要涵蓋能源生產技術、能源工程技術與其他相關技術三大領域。能源生產技術包括探勘技術、鑽井技術與測井及儲積工程技術。
1.探勘技術：以經濟、有效的方法，估計地熱田的溫度、深度、體積、構造及其他特性，據以研判井位之選定，並推估其開發價值。
2.鑽井技術：鑽井成本占開發地熱的最大比例，亦可驗證初步探勘之結果，經確認地熱資源的賦存及生產特性後，由適當的完井技術在安全控制狀況下開採。
3.測井及儲積工程技術：完井後可作單井或多口井同時噴流之測井，利用取得的井流特性及地下資料，可以推斷儲積層的位置、深度、厚度、構造、儲積範圍、流體產狀和產能，據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維護，作有效的利用。
能源工程技術包括發電技術、小型地熱發電機研發技術與直接利用技術等。現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統，分別是：全流發電系統、地熱蒸汽發電系統、熾熱岩發電系統與雙迴圈發電系統。
1.地熱蒸汽發電系統：可細分為「乾蒸汽式」發電，及「閃化蒸汽式」發電。前者的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體，只要由管線直接導入蒸汽渦輪機就可產生電力；後者如2.2所述，高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸汽，再由汽水分離裝置去除熱水，以蒸汽推動渦輪機發電。該系統之運用技術已趨成熟且安全可靠，是目前地熱發電最主要的形式。
2.熾熱岩發電系統：須先鑿通兩口深達數千公尺的深斜井，再將冷水注入其中一井，由熾熱岩層所提供的地熱加熱，使其產生水蒸氣從另一井匯集後，推動渦輪機發電；不過由於經濟因素使然，該發電系統較難被大規模推廣，但最近新興的「熱幹岩層法」卻延伸了此一概念。
3.雙迴圈發電系統：又稱「雙循環式」發電或介質發電系統。係以低沸點的物質（如：丁烷等）作為介質（即工作流體），與地熱井產生的熱流體藉由熱交換器達到加熱，使其氣化以推動渦輪機產生電力，且工作流體可循環使用。值得注意的是，其中可作為介質的氟氯烷（Freon）因「蒙特婁公約」之故，已全面禁用。
4.全流發電系統：又稱「總流式」發電。地熱井產生的熱流體，包括蒸汽及熱水的兩相混合體，同時導入特殊設計的渦輪機，由動能及壓力能帶動傳動軸連接發電機以產生電力。
其他相關技術--地熱能的直接熱利用技術。／地熱水回灌技術。／地熱溫泉水處理技術。
據美國地熱資源委員會 (GRC) 1990年的調查，世界上18個國家(包括中華民國的宜蘭清水地熱發電廠)有地熱發電，總裝機容量5827.55兆瓦，裝機容量在100兆瓦以上的國家有美國、菲律賓、墨西哥、義大利、紐西蘭、日本和印尼。中華人民共和國的地熱資源也很豐富，雖然地熱發電裝機容量較小，但在地熱的直接熱利用能量和溫泉水利用方面已居世界首位。中國的地熱主要分佈在雲南、西藏、河北、天津、福建、廣東、北京、陝西等省區。除以上利用外，從熱水中還可提取鹽類、有益化學組分和硫磺等。
地熱發電與火力發電相比，最顯著的差異便是不需裝設鍋爐且節省燃料費。但若欠缺良好的熱交換及其相關技術，不僅無法將珍貴的地熱資源善加利用，反而易肇生設備毀壞或工安問題。優點--穩定，可以做為基載電力。缺點--技術要求高，例如抗腐蝕的管線會提高投資成本。
人造地熱能（EGS）是為了解決全球暖化對於乾淨能源的大量需求而逐漸成為21世紀顯學的一種新方法，最初概念70年代已經提出但是一直沒有受到重視。構想為地熱分佈地區極為受限，於是有人提出採用深度鑽孔技術於任何地方鑽至靠近地底熔岩附近300度以上的區域，至少鑽2井一井注入冷水一井收回地熱加熱後的蒸氣發電，如果成本允許鑽更多回收井則可以減少散失蒸氣；增加發電效能。
雖然原理簡單但是由於所需井深極深達5公里以上，又要通過許多堅硬花崗岩地殼，傳統衝鑽法需磨損數百具高價鑽頭成本太大，而地底狀況難以掌握有可能鑽出水氣不能流通的廢井，加上地熱在大眾媒體關注不如太陽能和風力高，諸多因素使人不願投資而停於實驗階段。但是新興科技例如水熱鑽機、電漿鑽機的概念已經提出，鑽井成本有望大幅下降，屆時地熱能不受位置和氣候影響能提供24小時穩定基載電量的特性，建設時間、成本和大眾疑慮又遠低於核能；很有望成為最具競爭力綠色能源和全球暖化的解救方案。
超臨界二氧化碳流體可以替代水作為工作流體將熱量轉送至地熱發電廠，然後抽取其能量或推動渦輪機發電。所謂超臨界流體（supercritical fluid, SF）是一種物質狀態，當物質在超過臨界溫度及臨界壓力以上，氣體與液體的性質會趨近於類似，最後會達成一個均勻相（homogenous）之流體現象。 超臨界流體類似氣體具有可壓縮性，而且又兼具有類似液體的流動性，密度一般都介於0.1到1.0g/ml之間。由於其具有液體般的溶解能力，故超臨界流體可定義為具有可控制溶解能力的沉重氣體，或是一種無法區分液體、氣體的物質狀態。
地下有恆溫的特性，在合適的深度其溫度更一直保持在讓人舒適的溫度範圍內，故可以採用此特性來設計低耗能的冷暖空調系統。這種形式的地熱能利用叫做淺層地熱能或淺層地溫能。採用淺層地熱能的冷暖空調形式主要有兩種：一種叫地源熱泵，另外一種叫做水源熱泵。水源熱泵需要抽取地下水，如果不能很好地回灌，可能會造成地面沉降的後果。地源熱泵則沒有這種擔憂。
地源熱泵形式是利用埋在地下的密閉管道內的循環水（或其他液體），將地下土壤或岩層中的熱量與管道內的水進行熱交換，為熱泵機組提供熱源或熱匯。有些條件下也可以沒有熱泵而直接將在地下循環的水作為熱匯，給建築室內提供空調。如果在地下循環的水的溫度達到可以直接為建築室內提供熱源的程度，這種地下的溫度情況應該叫做地熱了。
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