來源:新華網
新華網北京1月16日電(記者 錢錚)潮起潮落,日復一日年復一年,海洋蘊藏的巨大能量吸引著人們去探索、去開發(fā)。潮汐發(fā)電作為海洋能利用中技術最成熟、規(guī)模最大的一種,已為許多人所熟知。而說起海洋溫差發(fā)電,知道的人恐怕要少得多。
海洋溫差發(fā)電主要采用開式和閉式兩種循環(huán)系統(tǒng)。在開式循環(huán)中,表層溫海水在閃蒸蒸發(fā)器中由于閃蒸而產生蒸汽,蒸汽進入汽輪機做功后流入凝汽器,由來自海洋深層的冷海水將其冷卻。在閉式循環(huán)中,來自海洋表層的溫海水先在熱交換器內將熱量傳給丙烷、氨等低沸點工質,使之蒸發(fā),產生的蒸汽推動汽輪機做功后再由冷海水冷卻。
利用海洋溫差發(fā)電的概念最早于1881年提出。但是世界上大部分科技發(fā)達的國家都處于緯度較高的溫、寒帶地區(qū),或者是內陸國,沒有發(fā)展海洋溫差發(fā)電的基本條件。直到1979年在美國夏威夷建成世界上第一座海洋溫差發(fā)電裝置后,各國才開始重視這一新方法。
目前日本在海洋能開發(fā)利用方面十分活躍,專門成立了海洋溫差發(fā)電研究所,并在海洋熱能發(fā)電系統(tǒng)和熱交換器技術領域領先美國。1999年11月,日本和印度聯(lián)合進行的1000千瓦海洋溫差發(fā)電實驗成功,推動了該技術的實用化。
據日本《讀賣新聞》報道,最近兵庫縣明石市的一家從事環(huán)境風險投資的企業(yè)和佐賀大學又共同開發(fā)了一套系統(tǒng),計劃于2003年2月在印度南部的海域進行實驗,以證實海洋溫差發(fā)電的可行性。該系統(tǒng)在長70米、寬16米的設備船上安裝了佐賀大學校長上原春男研制的熱交換器。印度近海約30攝氏度的溫海水會使液態(tài)氨變?yōu)檎羝苿悠啓C轉動。而從水深1000米處抽上來的海水溫度只有6攝氏度,能使蒸汽重新冷凝成液體。
海洋溫差發(fā)電由于冷熱溫度相差不大,其效率僅為3%左右,遠遠低于普通火力發(fā)電設備。針對這一點,上原春男等人采取在液態(tài)氨中混入少量水,使用2個汽輪機的方法來提高發(fā)電效率。他們開發(fā)的這套系統(tǒng)據說能為2000人提供日常用電。
除了效率低以外,由于海洋溫差小,所需換熱面積大,建設費用高。海水腐蝕和海洋生物的吸附以及遠離陸地輸電困難等不利因素都制約著這種方法的發(fā)展。但是海洋能是自然贈于人類的免費資源,據估算,若建成一座10萬千瓦級的這種電站,每千瓦的成本要比火力發(fā)電低1.7-2.5美分。
除了電站離陸地較近時,可考慮直接向陸地上的變電站輸送電能外,還可利用這些電能從水中分解出高效的氫燃料,或從濃縮海水中提取鈾、重水和一些稀有金屬,送往陸地供核電站使用,同時它不會產生污染物和溫室氣體,因此海洋溫差發(fā)電有百利而無害,可謂前景廣闊。
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