潮汐能（tidal 能量）是海水受月球和太陽對地球產生的引潮力的作用而周期性漲落所儲存的勢能。是海水周期性自然漲落運動中所具有的能量，是人類認識和利用最早的一種海洋能，是一種可再生能源。
人們對潮汐能的利用已經有很長的歷史。早在900多年前，我國泉州市就利用它來搬運石塊以便在洛陽市江上架橋。在15-18世紀，法、英等國曾在大西洋沿岸利用它來推動水輪機。20世紀出現了潮汐磨坊。世界最早的潮汐發電裝置由法國于1913年在諾的斯特蘭德島上建造。1966年，法國又建造了世界上最大的240MW朗斯潮汐電站，商業運營長達40年。加拿大于1979年在芬迪灣的阿娜波利斯河口建造潮汐電站。中國1980年建造了3200kW的江廈電站。截至2020年6月底，中國潮汐能電站總裝機容量為4.225MW，累計發電量超過2.39×10kW·h，其中，2019年發電量約718×104kW·h，電費收入約1710萬元。
潮汐能的大小直接與潮差有關，潮差越大，能量也就越大。利用方式主要是發電。發展像潮汐能這樣的新能源，可以間接使大氣中的CO2含量的增加速度減慢。
技術原理
原理
由于受到太陽和月亮的引力作用，而使海水流動并每天上漲2次。當這種上漲接近陸地時，可能會因共振而加強。共振的程度視海岸情況而定。月球的引力大約是太陽引力的2倍，因為距離較近。伴隨著地球的自轉，海面的水位大約每天2次周期性地上下變動，這就是“潮汐”現象。海水水位具有按照類似于正弦的規律隨時間反復變化的性質，水位達到最高狀態，稱為“滿潮”；水位落到最低狀態，稱為“干潮”；滿潮與干潮兩者水位之差稱為“潮差”。海洋潮汐的漲落變化形成了一種可供人們利用的海洋能量。
潮汐發電的工作原理與常規水力發電的原理相同，它是利具潮水的漲落產生的水位差所具有的勢能來發電，也是把海水漲落潮的能量變為機械能，再把機械能轉變為電能的過程。具體地說，就是在有條件的海灣或感潮河口建筑堤壩、閘門和廠房，將海灣（或河口）與外海隔開，圍成水庫，并在壩中或壩旁安裝水輪發電機組，對水閘適當地進行啟閉調節，使水庫內水位的變化后于海面的變化，水庫水位與外海潮位就會形成一定的潮差（即工作水頭），從而可驅動水輪發電機組發電。從能量的角度來看，就是利用海水的勢能和動能，通過水輪發電機組轉化為電能的過程。潮汐能的能量與潮量及潮差成正比，或者說與潮差的平方及水庫的面積成正比。潮汐能的能量密度較低，相當于微水頭發電的水平。
發電條件
利用潮汐發電必須具備兩個物理條件。
第一，潮汐的幅度必須大，至少要有幾米。
第二，海岸的地形必須能儲蓄大量海水，并可進行土建工程。
基本特點
作為海洋能發電的一種方式，潮汐發電最早、規模最大、技術也最成熟。潮汐發電的特點如下：
（1）潮汐能是一種不消耗燃料、蘊藏量極大、用之不竭、取之不盡、不需開采和運輸、不影響生態平衡、潔凈無污染的可再生能源，在海洋各種能源中潮汐能的開發利用最為現實、最為簡便。潮汐電站的建設還具有附加條件少、施工周期短的優點。
（2）潮汐是一種相對穩定的可靠能源，不受氣候、水文等自然因素的影響，不存在豐水年、枯水年和豐水期、枯水期。但是由于存在半月變化，超差可相差2倍，因此潮汐電站的裝機利用小時較低。
（3）潮汐每天有兩個高潮和兩個低潮，變化周期較穩定，潮位預報精度較高，可按潮汐預報制訂運行計劃，安排日出力曲線，與大電網并網運行，克服其出力間歇性問題。隨著技術的進步，要做到這一點并不難。
（4）潮汐發電時一次能源開發和二次能源轉換相結合，不受一次能源價格的影響，發電成本低。隨著技術的進步，其運行費用還將進一步降低。
（5）潮汐電站的建設，其綜合利用效益極高，不存在沒農田、遷移人口等復雜問題，而且可以促泌圍造田，發展水草養殖、海洋化工、旅游及綜合利用。
應用
潮汐作為一種自然現象，為人類的航海、捕撈和曬鹽提供了方便，早在11世紀，英國、法國和西班牙就有利用潮汐能的筒車，當時的潮汐水車被用來吸取總潛能中的一小部分能量，生產約30—100千瓦的機械能。
目前，潮汐能的利用方式主要是發電。潮汐發電是利用海灣、河口等有利地形，建筑水堤，形成水庫，以便于大量蓄積海水，并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。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征。
只有出現大潮，能量集中時，并且在地理條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，但世界各國都已選定了相當數量的適宜開發潮汐電站的站址。
電站類型
利用潮汐能發電分為兩種形式：一是利用潮汐的動能，直接利用潮流前進的力量來推動筒車、水泵或水輪機發電；二是利用潮汐的勢能，在電站上下游有落差時引水發電。由于利用潮汐的動能比較困難，效率低，所以，潮汐發電更多是利用潮汐的位能。
潮汐位能發電
潮汐位能發電的工作原理和一般的水力發電原理是相近的。它是利用潮水的漲落產生的水位差所具有的勢能來發電，就是營造水頭（高度差），把海水漲落的能量轉變為機械能，再把機械能變為電能的過程。這種發電方式也稱為有庫式發電即水庫式發電。潮汐位能發電主要有如下幾種形式。
單水庫單向發電
在漲潮時將儲水庫閘門打開，向水庫充水，平潮時關閘；落潮后，待儲水庫與外海有一定水位差時開閘，驅動水輪發電機組發電，如圖8-3所示。這種方案的優點是設備結構簡單，投資少；缺點是潮汛能利用率低，發電不連續。
單水庫雙向發電
利用兩套閥門控制兩條向水輪機引水的管道。在漲潮和落潮時，海水分別從各自的引水管道進入水輪機，使水輪機旋轉帶動發電機，如圖8-4所示。這種方案適用于天然潮汐過程，潮汐能利用率高，但投資大。
雙水庫連續發電
采用兩個水力相聯的水庫。漲潮時，向高儲水庫充水，落潮時，向低儲水庫排水，利用兩水庫間的水位差，使水輪發電機組連續單向旋轉發電，如圖8-5所示。該方案可實現連續發電，但是要建兩個水庫，投資大且工作水頭低。
發電結合抽水蓄能式電站
在潮汐電站水庫水位與潮位接近并且水頭小時，用電網的電力抽水蓄能。漲潮時將水抽入水庫，落潮時將水庫內的水往海中抽，以增加發電的有效水頭，提高發電量。
上述4種形式的電站各有特點，各有利。在建設時，要根據當地的潮型、潮差、地形和電力系統的負荷要求、發電設備的組成情況以及建筑材料和施工條件等技術經濟指標，綜合進行考慮，慎重選擇。
潮汐動能發電
如果海灣或河口處在潮汐漲落中的流速較高，可直接利用潮流前進的動能來推動水輪機發電。這種發電方式突破常規發電的概念，也稱為無庫式潮汐能發電。方法類似于風力發電機，兼顧風和海流的密度等條件的不同而開發設計，因此這種發電技術所用水輪機的結構形式與傳統有庫式機組的結構形式有很多不同點。根據機組結構組成不同，目前總體分為海底風車式機組和全貫流式機組。
由于渦輪的面積比起潮汐流的截面是很微小的，所以對整個潮汐能的利用率非常低但是不用建設壩堤及相關設施，投資少，且不影響生態環境，發電的必備條件是潮汐要形成足夠的流速。
優缺點
優點
潮汐能的功率密度與流速的三次方和海水的密度成正比。與其他可再生能源相比，潮汐能具有以下優點：
（1）具有較強的規律性和可預測性，可有計劃納入電網；
（2）功率密度大，能量穩定，易于電網的發、配電管理，是一種優秀的可再生能源；
（3）潮流能的利用形式通常是開放式的，不會對海洋環境造成大的影響。綜合利用潮汐的電站建于沿海的海灣或河口，可進行水產養殖，并且可以結合海涂圍墾增加農田，沒有河川水電站的水庫沒及遷移人口等問題。
缺點
（1）潮位的有效落差低。即使像在加拿大的芬迪灣（潮差最大值18.5m，平均值14m）那樣潮差最大的地區，潮差仍然低于河水發電的水頭，更何況世界上絕大多數沿岸地區潮差值遠遠小于這個數字。為了利用低水頭，水輪機就要做得很大，機組造價高，因而大大降低了潮汐發電站的經濟效益。
（2）電站要在海灣軟基礎上建大壩和廠房，投資較大。另外，電站流道和機組設備還要解決防海水腐蝕和海生物附著污損等問題，這些因素都要增加電站的投資。
（3）受建設地點的限制。潮汐發電站既要建在具有大潮差的地點，又要盡可能接近用電地區，還要不影響漁業和航運。要同時達到這些要求是不容易的。
（4）沿海筑壩建大型潮汐電站可能誘發的電站周圍海域的環境與生態問題。這些問題包括：電站建筑物的新建改變原有海域的地理物理邊界所引起的潮汐波港內共振，進而導致周圍海岸海面上升、海岸線內退；電站建設所引起對動植物、魚類和鳥類棲息地的影響；電站庫區泥沙淤積問題等。
（5）受運轉時間限制。潮汐主要來自月球的引潮力，所以潮汐電站的運轉時間主要受月球運轉規律支配，而人們的生活是隨著太陽運轉規律安排的。隨著潮汐發生時間的變化，電站每天發電時間要比前一天延遲50min。此外，每次潮汐水位又有大小潮的變化，兩者之差可達一倍，這些對潮汐發電能力的影響是相當可觀的。
開發歷史
國際
人們對潮汐能的利用已經有很長的歷史。早在900多年前，我國泉州市就利用它來搬運石塊以便在洛陽市江上架橋。在15-18世紀，法、英等國曾在大西洋沿岸利用它來推動水輪機。20世紀出現了潮汐磨坊。那時還沒有雙向水輪機，只能利用一個方向（退潮時）的能量，因為較易控制。
現代潮汐能的利用主要是潮汐發電。世界最早的潮汐發電裝置由法國于1913年在諾的斯特蘭德島上建造。1966年，法國又建造了世界上最大的240MW朗斯潮汐電站，商業運營長達40年。加拿大于1979年在芬迪灣的阿娜波利斯河口建造潮汐電站。采用環形全貫流式機組，單機容量20MW，現狀規劃建造5000MW的潮汐電站。我國1980年建造了3200kW的江廈電站。此外，俄羅斯、英國、韓國、日本、印度、澳大利亞、意大利等國也在積極開發建造中。
國外利用潮汐發電始于歐洲。1878年，世界上第一座水電站在法國建成，不久，英國、美國、德國也建成一些水電站。與此同時，一些科學家萌生了建立潮汐電站，利用潮汐能量推動水輪發電機發電的想法。19世紀末，德國工程師克洛布洛赫提出在易北河下游筑壩，漲潮時蓄積海水，建立潮汐發電站的方案，但因當時各種技術條件的限制，該方案被束之高閣而未能實施。
1912年，德國在石勒蘇益格—荷爾斯太因州的胡蘇姆（Husum)建成了世界上第一座小型潮汐電站，但是第一次世界大戰期間，該電站遭到破壞而被人遺忘。
1913年，法國科學家Pein提出在法國諾德斯德蘭德島與大陸間筑一道2.8km的大壩，進而建設潮汐電站的方案。幾經周折，該潮汐電站在第一次世界大戰期間成功發電。
1935年，蘇聯開工建設裝機容量33萬kW的Quoddy潮汐電站，但幾個月后就停工中止。
1946年，法國開始對圣馬洛（SaintMalo）灣的朗斯（LaRance）潮汐電站進行研究和論證。1959年，作為朗斯電站中間試驗電站的圣馬洛潮汐電站建成發電，現在機組已拆除。
1961年，朗斯潮汐電站在布列塔尼米島正式開工建設。1966年11月，首臺1萬kW可逆燈泡貫流式機組正式發電。朗斯河口潮汐電站最大落差為13.5m，壩長為750m，總裝機容量為24萬kW,年均發電量為5.44億kWh。1967年12月15日，全部24臺1萬kW機組同時啟動。朗斯潮汐電站的成功開發標志著潮汐電站進入了全新的實用階段，具有里程碑意義。
朗斯潮汐電站開發之后，中國、美國、英國、加拿大、蘇聯、瑞典、丹麥、挪威、印度、韓國等國都陸續研究開發潮汐發電技術，興建了各具特色的潮汐電站。
1968年，前蘇聯在巴倫支海的基斯洛灣建成一座試驗性潮汐電站，首臺法國Neyrpic公司生產的400kW雙向燈泡式機組投人運行，后來前蘇聯又仿制1臺投人運行。應用基斯洛潮汐電站的經驗，前蘇聯相繼對幾座大型潮汐電站進行了設計研究，有的還進行了初步設計，如北海海岸的盧姆波夫（Lumbov）潮汐電站（6.7萬kW）、麥津（Mezen）灣潮汐電站（1500萬kW），以及鄂霍次克海岸的圖古爾（Tugur）潮汐電站（780萬kW)和彭澤斯克（Penzhinsk）潮汐電站（8740萬kW）等。
1979年，加拿大開始在芬迪灣（BayofFundy）的安那波利斯（Annapolis）建設潮汐電站。1984年8月該電站的一臺1.78萬kW全貫流式機組投產發電。與此同時，許多國家對潮汐電站進行了大量的研究和論證工作。1978年，英國成立“塞汶河大壩委員會”，統一規劃塞汶（Severn）河口潮汐電站的建設工作，提出了一個裝設160臺2.5萬kW貫流式機組的方案。20世紀90年代，英國20多家公司組建默爾西（Mers)河大壩財團，計劃在默爾西河口修建一座70萬kW的潮汐電站。印度在20世紀80年代也撥款成立了卡特灣（Gulfofkutch）潮汐電站的專門機構，1991年完成Gujarat海岸90萬kW潮汐電站的選址。蘇聯20世紀80年代已開工建設盧姆波夫潮汐電站，原計劃在1990年前后即可投運發電，后因前蘇聯解體，該工程被擱置一邊。美國在20世紀八九十年代也開展過芬迪灣和阿拉斯加州潮汐電站的研究工作。澳大利亞對Derby潮汐電站進行了大量研究論證工作。
韓國近海潮差巨大，韓國對潮汐電站的建設十分關注，做了大量工作。1976年韓國開始對幾座大型潮汐電站進行研究和論證。2003年，韓國正式開工建設裝機容量25.4萬kW的始華湖（Sihwa）潮汐發電站；截止到2011年，始華湖潮汐電站已經建成并投入使用，成為世界上裝機容量最大的潮汐電站。2007年韓國又動工興建裝機容量達50萬kW的加露林（Garolim）潮汐電站。2007年3月，韓國仁川市與韓國中部發電公司和大宇建設財團簽署了共同開發江華（Kanghwa）潮汐電站的備忘錄，三方在2007～2015年將投資17771億韓元，建設一座裝機32臺、總裝機容量81.2萬kW的世界最大潮汐電站。
目前，在英國、加拿大、俄羅斯、印度、韓國等13個國家運行、在建、設計、研究及擬建的潮汐電站達139座，其中進行規劃設計的10余座潮汐電站為10萬kW～100萬kW級。
中國
我國利用潮汐能的歷史可以追溯到 1000 多年前，以在山東蓬萊地區發現的潮汐磨為證；宋朝時在福建泉州修建的洛陽橋運用潮汐能量搬運石料，也是對潮汐能的很好利用。新中國成立之后，我國潮汐能的利用分為三個階段。自 20 世紀 50 年代后期，我國興起潮汐能發電建設的熱潮，據不完全統計當時修建 42 個小型潮汐電站，總裝機容量 500 千瓦，主要用于照明和小型農業設施。當時在建的還有 88 處，裝機容量 7055kw，但是當時建設的小水電站急于求成選址不當，且設備簡陋技術落后，再加上管理不善等因素，大部分都廢棄了，至今只有溫嶺沙山潮汐電站運行至今，用于農副產品的加工。自此之后到 20 世紀 70 年代，再次出現利用潮汐能源的勢頭。
我國最大的幾座潮汐電站均在該時期動工，其中包括目前我國裝機容量最大浙江溫嶺江廈潮汐試驗電站，設計有效庫容 278 萬立方米，設計裝機 6 臺，總容量 3200KW（后增加機組使總裝機量為 3900kw）。這個時期所建的潮汐電站比 50 年代所建規模大了一個數量級，且設計、施工、設備運用更加規范，運行的可靠性更大。1981年，沿海各省市先后提出了本地潮汐能資源的普查報告，1982 年國家也組織水利、電力、海洋及能源的有關專家對浙江省海洋能利用狀況進行了考察。1984 年，全國專家在浙江和福建省考察萬千級實驗電站的選址，后來由浙閩兩省對健跳港和大官坂兩處萬千瓦級潮汐試驗電站分別完成了可行性報告。
現狀與前景
由于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，由于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。
據海洋學家計算，世界上潮汐能發電的資源量在10億千瓦以上，也是一個天文數字。潮汐能普查計算的方法是，首先選定適于建潮汐電站的站址，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資源量。
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。該電站位于法國圣馬洛灣郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米，平均潮差8米。一道750米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臺雙向渦輪發電機，漲潮、落潮都能發電。總裝機容量24萬千瓦，年發電量5億多度，輸入國家電網。
1968年，蘇聯在其北方摩爾曼斯克附近的基斯拉雅灣建成了一座800千瓦的試驗潮汐電站。1980年，加拿大在芬迪灣興建了一座2萬干瓦的中間試驗潮汐電站。試驗電站、中試電站，那是為了興建更大的實用電站做論證和準備用的。
世界上適于建設潮汐電站的二十幾處地方，都在研究、設計建設潮汐電站。其中包括：阿拉斯加州的庫克灣、加拿大芬地灣、英國塞文河口、阿根廷圣約瑟灣、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，進入21世紀，將不斷會有大型現代潮汐電站建成使用。
中國潮汐能的理論蘊藏量達到1.1億千瓦，在中國沿海，特別是東南沿海有很多能量密度較高，平均潮差4～5m，最大潮差7～8m。其中浙江省、福建省兩省蘊藏量最大，約占全國的80.9%。我國的江夏潮汐實驗電站，建于浙江省樂清灣北側的江夏港，裝機容量3200kW，于1980年正式投入運行。
中國水力資源的蘊藏量達6.8億kW，約占全世界的1/6，居世界第1位，建成后的長江三峽水電站將是世界上最大的水力發電站，裝機容量1820萬kW。
技術挑戰
目前，潮汐發電技術正在不斷發展中，各國都在努力研究如何更安全有效環保地利用潮汐能。潮汐發電面臨的技術挑戰主要來自以下幾個方面。
（1）潮汐電站建造在海灣口，水深壩廣，建筑物結構發展、施工及基底處理難度大，土建投資高，一般占總造價的45%。
（2）潮汐發電站中，水輪發電機組約占電站總造價的50%，同時，機組的制造安裝也是電站建造工期的主要控制因素。大、中型水電站由于機組數量多，控制技術要求較高。目前，全貫流式水輪機發電機組由于其外形小、質量輕、效率高，在世界各國已得到廣泛應用。
（3）由于海水、海生物對金屬結構物和海工建造物有腐蝕、污作用，因此，電站需要做特殊的防腐、防污處理。
（4）潮汐電站的選址較為復雜，既要考慮潮差、海灣地形及海底地質，又要考慮當地的海港建設、海洋生態環境保護。電站的海洋環境問題主要包括兩個方面，一是電站對海洋環境的影響，如水溫水流、鹽度分層對海濱產生的影響，這些變化會影響到附近地區浮游生物的生長及魚類生活等；二是海洋環境對電站的影響，主要是泥沙沖淤問題，既與當地海水中的含沙量有關，還與當地的地形、波流等有關，且關系復雜。
參考資料 >
全球氣候變化對中國經濟發展的挑戰.中國氣候變化信息網.2023-10-22
潮汐能.中國科學院等離子體物理研究院.2023-10-22