2025-03-01 07:12:05
浩瀚的大海蕴含着无穷无尽的能量，并且具有绿色、环保、可循环利用的优势。“海洋能”顾名思义指的是海水中蕴含的能量，主要有5种(zhǒng)：波(bō)浪(làng)能(néng)、潮(cháo)汐(xī)能(néng)、潮(cháo)流(liú)能(néng)、温(wēn)差(chà)能和盐差能。今天主要讲讲“海洋温差能”。
什么是海洋温差能？
“海(hǎi)洋(yáng)温(wēn)差(chà)能(néng)”即(jí)海(hǎi)洋(yáng)热能，是由太阳以光和热的形式向地球传输能量后，部分以热能形式临时存储在海洋中的能量。海洋作为地球上最大的太阳能集热器和储热装置，吸(xī)收(shōu)了(le)约(yuē)92%的(de)太(tài)阳(yáng)热(rè)能(néng)，因(yīn)其(qí)比(bǐ)热(rè)容(róng)大(dà)，这些热量可以长期保存，形成一个非常稳定而庞大的热能库。
“海洋温差能”多到什么程度呢？海洋表层50米以下的水体所蕴含的能量，大概有100个ZJ（1ZJ=10×10^21焦耳），如果把这些热能全部转化成电力，大概可以满足全球1000年的使用需求。
“海洋温差能”是全球储量规模最大的能源种类，它的总资源储量达到4.4万TWh（太瓦时，1TWh=10^9千瓦时），占全部海洋能的54%，海洋温差能具有(yǒu)清(qīng)洁(jié)、可(kě)再(zài)生(shēng)、储量规模大的优势，而且它不受昼夜(yè)和(hé)季(jì)节(jié)的(de)影(yǐng)响(xiǎng)，不(bù)占(zhàn)用(yòng)土(tǔ)地(de)，被(bèi)国(guó)际(jì)社(shè)会(huì)广(guǎng)泛(fàn)地(de)认(rèn)为(wèi)是(shì)最(zuì)具(jù)开(kāi)发(fā)价(jià)值(zhí)和(hé)潜(qián)力(lì)的(de)海(hǎi)洋(yáng)资(zī)源(yuán)之(zhī)一(yī)。
“海(hǎi)洋(yáng)温(wēn)差(chà)能(néng)”该如何利用？
利用“海洋温差能”发电的核心原理是通过表层温海水与深层冷海水之间的温差驱动热力循环。具体流程如下：抽取表层温海水加热低沸点工作流体（如氨），使其蒸发为蒸汽推动透平发电机旋转发电；蒸汽随后进入冷(lěng)凝(níng)器(qì)，由(yóu)深(shēn)层(céng)冷(lěng)海(hǎi)水(shuǐ)冷(lěng)却(què)液(yè)化(huà)，循(xún)环(huán)使(shǐ)用(yòng)。
由(yóu)于(yú)海(hǎi)洋(yáng)资(zī)源(yuán)是(shì)非(fēi)常(cháng)巨(jù)大(dà)的(de)，海(hǎi)水(shuǐ)水(shuǐ)温(wēn)若(ruò)平(píng)均(jūn)下(xià)降(jiàng)1度(dù)，每(měi)天(tiān)就(jiù)可(kě)以(yǐ)获(huò)得(de)2.8万(wàn)亿(yì)度(dù)的(de)电(diàn)能(néng)，相(xiāng)当(dāng)于(yú)全世(shì)界(jiè)所(suǒ)产(chǎn)生(shēng)总(zǒng)电(diàn)能(néng)的(de)34倍(bèi)，在(zài)整(zhěng)个(gè)发(fā)电(diàn)过(guò)程(chéng)中(zhōng)不(bù)排(pái)放(fàng)二(èr)氧(yǎng)化(huà)碳(tàn)，也(yě)不(bù)产(chǎn)生(shēng)有(yǒu)害(hài)物(wù)质(zhì)，真(zhēn)正(zhèng)实(shí)现了“绿色、低碳、环保”的发电方式。
全球大概有6亿多人生活在岛屿上，这些岛屿上的居民都需要用电，需要为他们的家庭、企业、学校、医院来持续供电，利用海洋温差能发出来的电就可以保障全天候的用电需求。
以美国、日本、法国为代表的这些海洋强国，很早就开展了海洋温差能发电的利用。目前真正实现了商业运营的有两个：一个是美国在夏威夷岛上建的100千瓦电站，这个电站发出来的电已并入了美国的国家电网，日本在久米岛上也建了个同类型的温差能电站。除此之外，印度、法国、韩国等也建立了试验装置，探索技术优化与规模化应用。
我国“海洋温差能”利用的研究历程
我国拥有辽阔的海域，海洋温差资源非常丰富，特别是在南海的低纬度地区有巨大的开发潜力，但在相关的技术研究上还是比较滞后。从上世纪80年代才真正介入到海洋温差能的利用方面来，但主要以理论研究和试验测试为主，室内样机的最大功率也做到50KW，相关的技术及装备和世界差距是比较大的。
2023年8月，中国地质调查局广州海洋地质调查局成功研发一套20KW漂浮式海洋温差能发电原型装置，并在南海1900米水深海域完成国内首次海试，这是(shì)我(wǒ)们(men)首(shǒu)次(cì)在(zài)实(shí)海(hǎi)况(kuàng)的(de)情(qíng)况(kuàng)下(xià)进(jìn)行(xíng)“海(hǎi)洋(yáng)温(wēn)差(chà)能(néng)”发(fā)电(diàn)原(yuán)理(lǐ)性(xìng)验(yàn)证(zhèng)和(hé)工(gōng)程(chéng)化(huà)运(yùn)行(xíng)，标(biāo)志(zhì)着我国海洋温差能开发利用已经正式从陆地试验走向了海洋，此成果被《人民日报》专版报道，并列入国际能源署(shǔ)海洋能年刊。
包括“海洋温差能”在内的深海资源开发，对于改善大气气候、应对全球变暖都非常有意义。当前目标是通过技术攻关缩小国际差距，推动沿海能源结构优化，助力“海洋强国”战略。
宁波 天然气水合物勘查开发国家工程研究中心高级工程师
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