红色海蛇是波浪能的利用形势之一，波浪能的利用类似潮汐能，成本较高。下图为利用波浪能的红色海蛇。

利用波浪能的红色海蛇

　　波浪能是指海洋表面波浪所具有的，在风的作用下产生的，并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能。波浪的能量与风速、持续的时间及吹动的距离有很大关系，在盛风区和长风区的沿海，波浪能的密度一般都很高，南半球和北半球40^o～60^o纬度间是世界风力最强的地区，这里也是波浪能密集的地区，信风区(赤道两侧30°之内)的低速风也会产生很有吸引力的波候，因为这里的低速风比较有规律。全世界波浪能的理论估算值约为10亿千瓦量级，在现有设备成熟的情况下，全球波浪能经济可利用资源量在每年140～750TⅣh之间，如果对现有设备进行改进，全球经济可利用资源可达每年2000TWh。世界波浪能最为丰富的地区有欧洲西部沿海、英国北部海岸、美洲太平洋沿岸、南部非洲、澳大利亚和新西兰等。在全球化石能源逐渐枯竭之际，波浪能发电已引起各国的关注及投入。然而波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源，台风导致的巨浪，其功率密度可达每米迎波面数千千瓦，但一般情况下，波浪能的功率并不高，在波浪能丰富的欧洲北海地区，其年平均波浪功率也仅为20千瓦一40千瓦／平方米，中国海岸大部分的年平均波浪功率密度只有2千瓦～7千瓦/平方米。

　　波浪能可用于抽水、供热、海水淡化以及制氢等，波浪发电是波浪能利用的主要方式。波浪发电的原理主要是将波力转换为压缩空气来驱动空气透平发电机发电。当波浪上升时将空气室中的空气顶上去，被压空气穿过正压水阀室进入正压气缸并驱动发电机轴伸端上的空气透平使发电机发电，当波浪落下时，空气室内形成负压，使大气中的空气被吸人气缸并驱动发电机另一轴伸端上的空气透平使发电机发电。波浪能发电装置目前主要有以下三种装置形式。

　　第一种：漂浮式波浪能装置。1985～1986年，日本进行了“海明号”波力发电试验，研究在长80米、宽12米，由13个振荡水柱气室组成的船型漂浮式结构上进行，参与研究的国家还有美国、英国、挪威、瑞典、加拿大等。试验首次实现了波浪能向电能的转换，但研究表明，系统发电总效率不高，发电成本令人失望。不久，日本又设计试验了另一个装机容量为llO千瓦的船型波力发电装置，其电机类型为三相感应式，设三个机组，一号机组装机容量可在50千瓦和10千瓦之间自动切换，增强了适应性。经海况试验，这个装置运转正常，最大总发电效率为12％，从能源利用角度来说，其造价仍过于昂贵。

　　第二种：固定式波浪能装置。这种装置又分为岸式、收缩波道式、摆式、沉箱式等多种形式。1984年以来，英国、葡萄牙、挪威、印度、印度尼西亚等国相继进行试验，但成功的运行装置并不多。1984年，挪威投资120万美元在卑尔根市建造了一个500千瓦的波力电站，正常工作两年后在一次强台风中该电站钢结构被破坏，发电机组没入海中。随后，英国、印度、日本等国设计的这类装置和电站也因土建或其他技术原因失败或运行不良。比较成功的是英国于2000年11月在苏格兰建成的500千瓦岸式波能装置，目前已上网发电，可以为当地400户居民供电。2008年9月葡萄牙也建造了一座输出功率为2.2兆瓦的商用波浪能发电场，能够满足1500个家庭的用电需求，该电站的最终目标是产生21兆瓦的电能。

　　第三种：半飘浮、半固定波能装置。“十五”期问，我国专家根据目前国内外波能现有技术基础以及优缺点，研制出了一种半飘浮、半固定的波能装置——振荡浮子式波能装置。其优点是在建造时难度和成本比其他固定式波能装置低，而抗台风能力又比其他漂浮式和固定式波能装置高，目前我国已将这种波能装置发展成为独立的发电与制淡(水)先进系统。其主要优势在于能完全脱离大陆电网而独立发挥效益，可以有效地采用蓄能手段，将波浪能转换的电能储存起来，供用户随时使用；并可根据用户需要，将海水变成淡水；该系统在浪大时可持续稳定发电，在浪小时能问歇稳定发电，其独立性、稳定性以及建设的简便性使其极具实用价值。

　　波浪能的利用目前还很昂贵，根据European Thematic Network on Wave Energy的计算，波浪能发电价格为0.08欧元/千瓦时左右，是一般发电价格0.04欧元/千瓦时的2倍；而且波浪能利用是一项相对比较新的技术，仍然处于研发和示范阶段，在技术上还不成熟，这些都限制了波浪能利用的进展。但海洋能具有取之不尽、用之不竭、不消耗燃料、不污染环境等优点，而且在海洋能利用的过程中，还能获得其他综合效益，如潮汐电站的水库能兼顾水产养殖、交通运输；海洋热能转换装置获得的富含营养盐深层海水，可用于发展渔业；开路循环系统能淡化海水和提取含有用元素的卤水；大型波力发电装置可同时起到消波防浪，保护海港、海岸、海上建筑物和水产养殖场等的效果。目前小功率的波浪能发电，已在导航浮标、灯塔等获得推广应用，在严重缺乏能源的沿海地区(包括岛屿)，把海洋能作为一种补充能源加以利用也是可取的。

　　在常规能源价格上涨和全球变暖日益加剧的情况下，世界各国尤其是西方发达国家纷纷制定发展包括海洋能在内的可再生能源国家规划和激励其发展的优惠政策及措施，欧美等发达国家海洋可再生能源开发利用的技术和利用规模都走在世界前列，世界性的海洋能开发热潮也正在兴起。英国政府近年来加大了对海洋能源的投资，在波浪、潮流等方面积累了丰富的技术成果，正在积极推动其成为世界上第一个利用海洋能大量发电的国家，并在奥克尼郡的欧洲海洋能源中心建立了一个波浪和潮汐测试中心，用于测试发电装置的性能。法国电力公司宣布要在法国西北部的布列塔尼海岸线之外计划建立一个海水涡轮发电系统。美国在温差能开发利用技术方面领先于其他国家，为未来大规模开发利用海洋温差能做了一定的技术储备。2008年，美国能源部还宣布增拨专款用于开发潮汐能、海流能和波浪能技术。日本成立了海洋能转换委员会，在海洋能发电系统和换热器技术上取得了举世瞩目的成就。另外，意大利、加拿大、韩国、俄罗斯、印度、澳大利亚以及中国等在海洋能的开发利用方面都开展了大量的工作，不过大部分计划仍然处于研发阶段。

　　随着海洋能发电技术的逐渐成熟，海洋能利用的商业化已经提上日程，葡萄牙建成的世界首座商用波浪能发电厂已经开始为1500个家庭供电，世界首台商业化潮汐能发电机也已经在英国斯特兰福德湾安装就位并于2008年7月并网发电。从长远看，海洋能的利用必将成为世界新能源大家庭的重要组成部分。但由于海洋能利用的初期投资巨大、成本高，有些技术问题仍有待解决，因而在可预见的未来海洋能的利用在世界总的能源需求中的比重仍然是微不足道的。IEA预计2005～2015年、2005～2030年世界潮汐能和波浪能的增长率分别为9.9％和12.8％，但其在世界发电总量中所占比重仍然几乎为零。

文章部分内容摘自《世界能源形势分析》，作者张永胜。