1．潮汐能
潮汐能是以位能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能。海水漲落的潮汐現(xiàn)象是由地球和天體運(yùn)動以及它們之間的相互作用而引起的。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋轉(zhuǎn)，這種水位的上升以周期為12h25min和振幅小于1m的深海波浪形式由東向西傳播。太陽引力的作用與此相似，但是作用力小些，其周期為12h。當(dāng)太陽、月球和地球在一條直線上時，就產(chǎn)生大潮；當(dāng)它們成直角時，就產(chǎn)生小潮。除了半日周期潮和月周期潮的變化外，地球和月球的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動還產(chǎn)生許多其他的周期性循環(huán)，其周期可以從幾天到數(shù)年。同時地表的海水又受到地球運(yùn)動離心力的作用，月球引力和離心力的合力正是引起海水漲落的引潮力。除月球、太陽外，其他天體對地球同樣會產(chǎn)生引潮力。雖然太陽的質(zhì)量比月球大得多，但太陽離地球的距離也比月球與地球之間的距離大得多，所以其引潮力還不到月球引潮力的一半。其他天體或因遠(yuǎn)離地球，或因質(zhì)量太小所產(chǎn)生的引潮力微不足道。如果用萬有引力計(jì)算，月球所產(chǎn)生的最大引潮力可使海水面升高0．563m，太陽引潮力的作用為O．246m，但實(shí)際的潮差卻比上述計(jì)算值大得多。如我國杭州灣的最大潮差達(dá)8．93m，北美加拿大芬地灣最大潮差更達(dá)19.6m。這種實(shí)際與計(jì)算的差別目前尚無確切的解釋。一般認(rèn)為當(dāng)海洋潮汐波沖擊大陸架和海岸線時，通過上升、收聚和共振等運(yùn)動，使潮差增大。潮汐能的能量與潮量和潮差成正比?；蛘哒f，與潮差的平方和水庫的面積成正比。和水力發(fā)電相比，潮汐能的能量密度很低，相當(dāng)于微水頭發(fā)電的水平。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(shí)際應(yīng)用價值。
潮汐是因地而異的，不同的地區(qū)常有不同的潮汐系統(tǒng)，它們都是從深海潮波獲取能量，但具有各自獨(dú)特的特征。盡管潮汐很復(fù)雜，但對任何地方的潮汐都可以進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。海洋潮汐從地球的旋轉(zhuǎn)中獲得能量，并在吸收能量過程中使地球旋轉(zhuǎn)減慢。但是這種地球旋轉(zhuǎn)的減慢在人的一生中是幾乎覺察不出來的，而且也并不會由于潮汐能的開發(fā)利用而加快。這種能量通過淺海區(qū)和海岸區(qū)的磨擦，以1.7TW的速率消散。只有出現(xiàn)大潮，能量集中時，并且在地理?xiàng)l件適于建造潮汐電站的地方，從潮汐中提取能量才有可能。雖然這樣的場所并不是到處都有，但世界各國已選定了相當(dāng)數(shù)量的適宜開發(fā)潮汐能的站址。據(jù)最新的估算，有開發(fā)潛力的潮汐能量每年約200TWh。全世界潮汐能的理論蘊(yùn)藏量約為3X109kw。我國海岸線曲折，全長約1.8X104km，沿海還有6O00多個大小島嶼，組成1.4X104km的海岸線，漫長的海 對 藏著十分豐富的潮汐能資源。我國潮汐能的理論蘊(yùn)藏量達(dá)1.1X108kw，其中浙江、福建兩省蘊(yùn)藏量最大，約占全國的80.9％，但這都是理論估算值，實(shí)際可利用的遠(yuǎn)小于上述數(shù)字。
2．波浪能
波浪能是指海洋表面波浪所具有的動能和勢能。波浪的能量與波高的平方、波浪的運(yùn)動周期以及迎波面的寬度成正比。波浪能是海洋能源中能量最不穩(wěn)定的一種能源。波浪能是由風(fēng)把能量傳遞給海洋而產(chǎn)生的，它實(shí)質(zhì)上是吸收了風(fēng)能而形成的。能量傳遞速率和風(fēng)速有關(guān)，也和風(fēng)與水相互作用的距離（即風(fēng)區(qū)）有關(guān)。水團(tuán)相對于海平面發(fā)生位移時，使波浪具有勢能，而水質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動，則使波浪具有動能。貯存的能量通過摩擦和湍動而消散，其消散速度的大小取決于波浪特征和水深。深水海區(qū)大浪的能量消散速度很慢，從而導(dǎo)致了波浪系統(tǒng)的復(fù)雜性，使它常常伴有局地風(fēng)和幾天前在遠(yuǎn)處產(chǎn)生的風(fēng)暴的影響。 波浪可以用波高、波長（相鄰的兩個波峰間的距離）和波周期 （相鄰的兩個波峰間的時間）等特征來描述。
波浪能的大小可以用海水起伏勢能的變化來進(jìn)行估算，即 P＝0.5TH2（P為單位波前寬度上的波浪功率，單位kw／m；T為波浪周期，單位s；H為波高，單位m，實(shí)際上波浪功率的大小還與風(fēng)速、風(fēng)向、連續(xù)吹風(fēng)的時間、流速等諸多因素有關(guān)。)。因此波浪能的能級一般以kw／m表示，代表能量通過一條平行于波前的1m長的線的速率。
南半球和北半球4O～60緯度間的風(fēng)力最強(qiáng)。信風(fēng)區(qū)（赤道兩側(cè)30之內(nèi)）的低速風(fēng)也會產(chǎn)生很有吸引力的波候，因?yàn)檫@里的低速風(fēng)比較有規(guī)律。在盛風(fēng)區(qū)和長風(fēng)區(qū)的沿海，波浪能的密度一般都很高。例如，英國沿海、美國西部沿海和新西蘭南部沿海等都是風(fēng)區(qū)，有著特別好的波候。而我國的浙江、福建、廣東和臺灣沿海為波能豐富的地區(qū)。
雖然大洋中的波浪能是難以提取的，因此可供利用的波浪能資源僅局限于靠近海岸線的地方。但即使是這樣，在條件比較好的沿海區(qū)的波浪能資源貯量大概也超過2TW。據(jù)估計(jì)全世界可開發(fā)利用的波浪能達(dá)2.5TW。我國沿海有效波高約為2～3m、周期為9s的波列，波浪功率可達(dá)17～39kw／m，渤海灣更高達(dá)42kw／m。3．溫差能
溫差能是指海洋表層海水和深層海水之間水溫之差的熱能。海洋是地球上一個巨大的太陽能集熱和蓄熱器。由太陽投射到地球表面的太陽能大部分被海水吸收，使海洋表層水溫升高。赤道附近太陽直射多，其海域的表層溫度可達(dá)25～28℃，波斯灣和紅海由于被炎熱的陸地包圍，其海面水溫可達(dá)35℃。而在海洋深處50O～1000m處海水溫度卻只有3～6℃。這個垂直的溫差就是一個可供利用的巨大能源。在大部分熱帶和亞熱帶海區(qū)，表層水溫和1000m深處的水溫相差20℃以上，這是熱能轉(zhuǎn)換所需的最小溫差。據(jù)估計(jì)，如果利用這一溫差發(fā)電，其功率可達(dá)2TW。世界上蘊(yùn)藏海洋熱能資源的海域面積達(dá)6000萬m2，發(fā)電能力可達(dá)幾萬億瓦。由于海洋熱能資源豐富的海區(qū)都很遙遠(yuǎn)，而且根據(jù)熱動力學(xué)定律，海洋熱能提取技術(shù)的效率很低，因此可資利用的能源量是非常小的。但是即使這樣，海洋熱能的潛力仍相當(dāng)可觀。另外，許多具有最大溫度梯度的海區(qū)都位于發(fā)展中國家的海域，可為這些國家就地提供能源。而在中國，根據(jù)中國海洋水溫測量資料計(jì)算得到的中國海域的溫差能約為1．5X108kW，其中99％在南中國海。南海的表層水溫年均在26℃以上，深層水溫（800m深處）常年保持在5℃，溫差為21℃，屬于溫差能豐富區(qū)域。
4．鹽差能
鹽差能是以化學(xué)能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。
地球上的水分為兩大類：淡水和咸水。全世界水的總儲量為1.4X109km3，其中97.2％為分布在大洋和淺海中的咸水。在陸地水中，2.15％為位于兩極的冰蓋和高山的冰川中的儲水，余下的0.65％才是可供人類直接利用的淡水。海洋的咸水中含有各種礦物和大量的食鹽，1km3的海水里即含有3600萬t食鹽。
在淡水與海水之間有著很大的滲透壓力差（相當(dāng)于240m的水頭）。從理論上講，如果這個壓力差能利用起來，從河流流入海中的每立方英尺的淡水可發(fā)0.65kwh的電。一條流量為1m3／s的河流的發(fā)電輸出功率可達(dá)2340kw。從原理上來說，可通過讓淡水流經(jīng)一個半滲透膜后再進(jìn)入一 個鹽水水池的方法來開發(fā)這種理論上的水頭。如果在這一過程中鹽度不降低的話，產(chǎn)生的滲透壓力足可以將水池水面提高240m，然后再把水池水泄放，讓它流經(jīng)水輪機(jī)，從而提取能量。從理論上來說，如果用很有效的裝置來提取世界上所有河流的這種能量，那么可以獲得約2.6TW的電力。更引人注目的是鹽礦藏的潛力。在死海，淡水與咸水間的滲透壓力相當(dāng)于5000m的水頭，而大洋海水只有240m的水頭。鹽穹中的大量干鹽擁有更密集的能量。
利用大海與陸地河口交界水域的鹽度差所潛藏的巨大能量一直是科學(xué)家的理想。在本世紀(jì)70年代，各國開展了許多調(diào)查研究，以尋求提取鹽差能的方法。實(shí)際上開發(fā)利用鹽度差能資源的難度很大，上面引用的簡單例子中的淡水是會沖淡鹽水的，因此，為了保持鹽度梯度，還需要不斷地向水池中加入鹽水。如果這個過程連續(xù)不斷地進(jìn)行，水池的水面會高出海平面240m。對于這樣的水頭，就需要很大的功率來泵取咸海水。目前已研究出來的最好的鹽差能實(shí)用開發(fā)系統(tǒng)非常昂貴。這種系統(tǒng)利用反電解工藝（事實(shí)上是鹽電池）來從咸水中提取能量。根據(jù)1978年的一篇報(bào)告測算，投資成本約為50000美元／kw。也可利用反滲透方法使水位升高，然后讓水流經(jīng)渦輪機(jī)，這種方法的發(fā)電成本可高達(dá)10～14美元／kwh。 還有一種技術(shù)可行的方法是根據(jù)淡水和咸水具有不同蒸氣壓力
的原理研究出來的：使水蒸發(fā)并在鹽水中冷凝，利用蒸氣氣流使渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動。這種過程會使渦輪機(jī)的工作狀態(tài)類似于開式海洋熱能轉(zhuǎn)換電站。這種方法所需要的機(jī)械裝置的成本也與開式海洋熱能轉(zhuǎn)換電站幾乎相等。但是，這種方法在戰(zhàn)略上不可取，因?yàn)樗牡?，而海洋熱能轉(zhuǎn)換電站卻生產(chǎn)淡水。鹽差能的研究結(jié)果表明，其他形式的海洋能比鹽差能更值得研究開發(fā)。
據(jù)估計(jì)世界各河口區(qū)的鹽差能達(dá)30TW，可能利用的有2.6TW。我國的鹽差能估計(jì)為1．1X108kW，主要集中在各大江河的出海處。同時，我國青海省等地還有不少內(nèi)陸鹽湖可以利用。
5．海流能
海流能是另一種以動能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。所謂海流主要是指海底水道和海峽中較為穩(wěn)定的流動以及由于潮汐導(dǎo)致的有規(guī)律的海水流動。其中一種是海水環(huán)流，是指大量的海水從一個海域長距離地流向另一個海域。這種海水環(huán)流通常由兩種因素引起：首先海面上常年吹著方向不變的風(fēng)，如赤道南側(cè)常年吹著不變的東南風(fēng)，而其北側(cè)則是不變
的東北風(fēng)。風(fēng)吹動海水，使水表面運(yùn)動起來，而水的動性又將這種運(yùn)動傳到海水深處。
隨著深度增加，海水流動速度降低；有時流動方向也會隨著深度增加而逐漸改變，甚至出現(xiàn)下層海水流動方向與表層海水流動方向相反的情況。在太平洋和大西洋的南北兩半部以及印度洋的南半部，占主導(dǎo)地位的風(fēng)系造成了一個廣闊的，也是按反時鐘方向旋轉(zhuǎn)的海水環(huán)流。在低緯度和中緯度海域，風(fēng)是形成海流的主要動力。其次不同海域的海水其溫度和含鹽度常常不同，它們會影響海水的密度。海水溫度越高，含鹽量越低，海水密度就越小。這種兩個鄰近海域海水密度不同也會造成海水環(huán)流。海水流動會產(chǎn)生巨大能量。據(jù)估計(jì)全球海流能高達(dá)5TW。海流能的能量與流速的平方和流量成正比。相對波浪而言，海流能的變化要平穩(wěn)且有規(guī)律得多。潮流能隨潮汐的漲落每天2次改變大小和方向。一般來說，最大流速在2m／s以上的水道，其海流能均有實(shí)際開發(fā)的價值。
全世界海流能的理論估算值約為108kW量級。利用中國沿海130個水道、航門的各種觀測及分析資料， 計(jì)算統(tǒng)計(jì)獲得中國沿海海流能的年平均功率理論值約為1.4X107kW。其中遼寧、山東、浙江、福建和臺灣沿 海的海流能較為豐富，不少水道的能量密度為15～30kW／m2，具有良好的開發(fā)值。值得指出的是，中國的海流能屬于世界上功率密度最大的地區(qū)之一，特別是浙江的舟山群島的金塘、龜山和西候門水道，平均功率密度在20kW／m2以上，開發(fā)環(huán)境和條件很好。
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