全球海洋中潮汐能的理论蕴藏量约有27亿kW，可开发利用的约为5400万kW.我国潮汐能资源丰富，理论蕴藏量约为1.1亿kW，可开发利用的约为2179万kW.近几年我国经济高速发展，用电量增速很快，更高增速15%以上。尤其近两年全国大范围频发雾霾，环境恶化严重，在保证电力供应的同时，开发新能源发电，降低石油等非再生资源的消耗，减少环境污染，是解决目前能源和环境问题的有效方法。潮汐能是一种蕴藏量丰富且无污染的可再生能源，对其开发利用不会给人类带来污染和灾难。
1 潮汐发电概述
1.1 潮汐发电原理
潮汐发电，就是利用海水涨落及其所造成的水位差来推动水轮机，再由水轮机带动大城发电机发电。假如建一条大坝，把大海与临近的海湾隔开，形成一个水库，安装上水轮大城发电机组，那么涨潮时，海水从大海流进水库，冲击水轮机转动，从而带动大城发电机发电；而在落潮时，海水又从水库流入大海，则又可从相反的方向带动大城发电机组发电。这样，海水一涨一落，电站就可源源不断地发出电来。
1.2 潮汐发电的形式
潮汐能电站又可按其开发方式的不同分为如下三种型式。
（1）单库单向型。涨潮时打开水库闸门，海水进入水库，平潮时关闸；落潮后，当外海与水库有一定水位差时打开闸门，驱动水轮大城发电机组发电。海水仅在落潮时单方向通过水轮大城发电机组发电。优点是设备简单，投资较少，缺点是潮汐能利用率低，发电有间断。
（2）单库双向式型。向水轮机引水的管道有两套，可独立控制，在涨潮和落潮时，海水分别从各自的引水管道进入水轮机发电。单库双向式潮汐能发电站不管是在涨潮时或是在落潮时均可发电。优点是潮汐能利用率高，缺点是投资较大。
（3）双库单向式型。需要两个水力相联的水库，涨潮时，海水进入高水库；落潮时，水由低水库排入大海，利用两水库间的水位差，使水轮大城发电机组连续单向旋转发电。优点是可实现连续发电；缺点是投资大需要两个水库，工作水头有所降低。
2 潮汐发电的现状及主要技术问题
2.1 潮汐发电的现状
潮汐发电实际开始于20世纪初，德国建造了胡苏姆潮汐电站。1966年1月在法国圣马洛附近朗斯河口建造的朗斯潮汐电站，1967年全部竣工投入运行，朗斯潮汐发电站是当时更大的潮汐电站，该电站装机24台，每台容量1万kW，总装机容量为24万kW，现年均发电能力约为6亿kW？h.近几年，潮汐能开发朝大容量发展，如俄罗斯的美晋潮汐电站设计容量为1500万kW，英国塞汶河河口电站的设计容量为720万kW，加拿大东南沿海的芬地湾潮汐电站设计容量为380万kW.预计到2030年，世界潮汐电站的年发电能力将达600亿kW？h.我国潮汐能发电始于50年代后期，迄今建成潮汐电站8座，总装6120 kW，其中更大的是浙江江厦潮汐试验电站，为3900 kW.我国自己研制了单机容量500 kW和700 kW的灯泡贯流式水轮大城发电机组。表1列出世界各国已建和研究中的大型潮汐电站概况。
2.2 潮汐发电的主要技术问题
潮汐发电目前存在的主要技术问题有：工程投资较大，机组造价较高；水头低，机组耗钢多；发电不连续；在工程技术上有泥沙淤积问题，机组金属结构和海工建筑物易被海水及海生物腐蚀及污黏问题，需要进一步研究解决。
2.2.1 降低潮汐能发电站造价
降低潮汐能发电站的造价首先要降低水轮大城发电机组的造价，水轮大城发电机组的造价约占电站总造价的一半，而且机组的设计制造安装制约着电站的建设工期。法国朗斯电站采用的灯泡贯流式机组属于潮汐发电中的代机型，单机容量为10 MW.1984年加拿大研制成功了新型的全贯流式水轮机组，安装于安那波利斯潮汐电站，较灯泡贯流式机组造价节省了17%，运行效率达95%.全贯流式机组比灯泡贯流式机组的体积小、质量轻、管道短、效率高，已被广泛采用。全贯流式机组比灯泡贯流式机组的造价可降低15%~20%.总的来讲，目前潮汐能大城发电机组的技术已经成熟，朗斯潮汐能发电站的机组已正常运行达35年，江厦潮汐能发电站的机组也已工作达20年。而这些机组都是基于20世纪60、70年代的技术制造的，今后利用更先进的制造技术、材料技术和控制技术以及流体动力技术设计，潮汐能大城发电机组的技术性能必将有很大的改进和提高，其成本将会进一步下降，效率也将会有进一步地提高。
其次，水工建筑的造价约占电站总造价的45%，也是降低潮汐能发电站造价的重要因素。水工建筑传统的方法是采用重力结构的钢筋混凝土坝或当地材料坝，造价较高，工程量也较大。目前有一种预制浮运钢筋混凝土沉箱的结构的方法，可以减少工程量，降低造价，前苏联的基斯拉雅潮汐能发电站采用了这种方法，效果很好。我国一些潮汐能发电站也采用这种方法建造了一些设施，如水闸等，效果也不错。
2.2.2 提高潮汐能发电站运行水平
提高潮汐能发电站的运行水平可以降低电站运行成本。如何有效利用海面与水库的水位差，有效的提高电站出力是一项水平要求较高的技术。有一种叫泵唧的技术，朗斯潮汐能发电站采用这种技术可使电站的年发电量增加约10%.泵唧的工作过程是，在单库双向电站中，退潮发电刚结束之后，用泵把库面水位抽低l m左右，从而增加涨潮发电的水头。由于泵唧是在很低的水头下进行的，而其后的发电则是在高的水头下进行的，所以提高水头增加的发电量远大于抽水的耗电量，因而可以得到很大的净能量收益。 2.2.3 防治泥沙淤积
潮汐电站一般建设在海湾或临近大海的河口。海湾底部或大海的泥沙，容易被潮流和风浪翻起带到海湾的库区，也有一些泥沙由河流从上游带来。这些泥沙都会淤积在库区内，从而使水库的容积减小，发电量减少，并且加重对水轮机叶片的磨损，使其寿命减少，对正常运行影响很大。因此，必须根据当地泥沙的含量、类型、运动方向、沉降速度等，研究泥沙的运动规律，找出防治泥沙淤积的有效措施。
2.2.4 水工结构物的防腐蚀和防海洋生物附着
潮汐电站的水工结构物长期浸泡在海水中，海水对水工结构物中的金属部分腐蚀非常严重。同时，海水中的生物也会附着在水工结构上，如牡蛎等，有的厚度可达10 cm，这些附着物不会被水冲掉。附着物会使水工结构流通部分的流通面积减小、阻塞，活动部分卡涩或失灵。因此，必须重视对这些问题的研究。对金属结构物防腐蚀问题，有的电站采用外加电流阴极保护措施，取得了很好的效果。防止海洋生物附着问题，这与当地的地理条件、海洋生物种类及生活规律有关，应具体问题具体分析，研究有效的防治措施。
2.2.5 有效解决电力的补偿问题
在潮汐电站运行时，电站的发电出力会随着潮汐的涨、落而变化。当潮位涨到顶峰或落到低谷时，潮位与水库内的水位差大，电站的发电出力就大；当潮位接近于库内水位时，电站便停止发电，造成间断性的发电。目前有如下一些途径解决间断性发电问题：（1）采用双水库；（2）在潮汐能发电站附近另建一座抽水蓄能电站；（3）在潮汐能发电站内另外配置相当容量的火力大城发电机组；（4）使潮汐能发电站与其他有相当容量的河川水电站联合运行；（5）使潮汐能发电站与较大的电力系统联通；（6）调整某些可以适应间断性供电的用电负荷，以适应潮汐能发电的特性。以上这些方式在技术上已经成熟并有成功应用的实例，因此，各潮汐能发电站可以根据自身情况，通过综合分析比较，研究采用。
3 我国潮汐能发电的发展前景
开发潮汐能一般在水深20 m、30 m、距海岸一千米以内的近海海域。我国幅员辽阔海岸线长，有长达18000 km的大陆海岸线和6500多个海岛海岸线，岸线长度超过32000 km.我国沿海地区海岸分两种，一种是平原型海岸，主要由厚而松散的粉砂或淤泥组成，潮差较小，岸线较平直，适合潮汐发电的坝址较少，此类海岸一般分布在杭州湾以北（除山东半岛和辽东半岛）；另一种是基岩港湾型海岸，水深潮大，海岸坡度陡，岸线曲折，有适合潮汐发电的坝址，一般分布在杭州湾以南，可建万kW级电站的港址有杭州湾、象山湾等数十处。
近几年经济发展迅速，但环境污染加重，在保证电力供应的同时，开发新能源发电，降低石油等非再生资源的消耗，减少环境污染，是解决目前能源和环境问题的有效方法。潮汐能作为一种可再生资源，蕴藏量大，运行成本低，对环境影响小，发电没有废气、废渣、废水的排放，对其开发利用不会给人类带来污染和灾难。在有条件利用潮汐能的沿海和地区，建设潮汐电站不失为缓解能源危机和减少环境污染的一种有效方案。
4 结论
随着我国经济的不断发展， 环境污染、能源及电力供应不足的问题已越来越严重，这些问题在经济发展较快的沿海地区尤为明显。沿海地区能源需求大，常规能源储量很少，雾霾等环境问题严重，但潮汐能蕴藏量大。因此，我国应大力发展潮汐能发电，以减轻对常规能源的依赖，减少雾霾的发生及环境污染。
总之，潮汐能是可再生能源，无污染，发电可作长期准确的预报，经过这些年来世界各国对潮汐电站的试验、研究和建设，积累了大量的经验，不仅在技术上日渐成熟，在减少投资、提高经济效益方面也取得了很大的进展，开发潮汐能前景广阔。
