中國成為世界獨立掌握溫差能發(fā)電技術(shù)的國家

“驚濤拍岸卷起千堆雪”大海暴躁起來像一匹野馬，肆無忌憚的向人類炫耀著自己的力量，正因如此，人類一直夢想著將大海的能量為我所用�，F(xiàn)在這匹“野馬”已經(jīng)被人類“馴服”，它的波浪、海流和潮汐都化成了汩汩電流。然而這只是海洋力量的一部分，近日，由國家海洋局第一海洋研究所研究員劉偉民承擔的“十一五”國家科技支撐計劃15千瓦溫差能發(fā)電裝置研究及試驗項目通過驗收，標志著我國科學(xué)家對海洋能量的利用更進了一步。

————溫差發(fā)電————

海水冷熱之間蘊含電能

所謂海洋溫差發(fā)電是利用海洋中受太陽能加熱的溫度較高的表層海水與較冷的深層海水之間的溫差進行發(fā)電。劉偉民指出，在低緯度的海域，比如我國的南海和東海的一部分海域，海洋表層海水的溫度可以高達25攝氏度以上，而海面以下500米的海水溫度卻只有4攝氏度—5攝氏度，二者存在20攝氏度以上的溫差。

“海洋溫差發(fā)電的原理是利用蒸汽推動汽輪機旋轉(zhuǎn)發(fā)電�！眲�偉民說，但是水的沸點相對較高，表層海水的溫度不足以使水沸騰氣化，因此科學(xué)家選擇利用液氨進行海洋溫差發(fā)電。與水相比，液氨的沸點較低，很容易沸騰氣化。

海洋溫差發(fā)電的過程其實并不復(fù)雜。據(jù)劉偉民介紹，海洋溫差發(fā)電就是利用溫水泵把表層溫度較高的海水抽上送往蒸發(fā)器，液氨吸收了表層溫海水的能量，沸騰并變?yōu)榘睔�，氨氣�?jīng)過汽輪機（氨透平）的葉片通道，膨脹做功，推動汽輪機旋轉(zhuǎn)。隨后，氨氣進入冷凝器，深層的冷海水重新將其冷凝為液態(tài)氨，再由氨泵將其送入蒸發(fā)器，而經(jīng)歷熱交換后溫度較高的海水會再次被抽回海洋，如此，在閉合回路中反復(fù)進行蒸發(fā)、膨脹、冷凝。

————獨具優(yōu)勢————

我國溫差發(fā)電效率較高

雖然海洋溫差發(fā)電在劉偉民口中顯得異常簡單，但是就在他和他的團隊研制出15千瓦溫差能發(fā)電裝置之前，世界上只有美國和日本兩個國家獨立掌握海洋溫差能發(fā)電技術(shù)，為了使我國成為第三個獨立掌握該技術(shù)的國家，劉偉民和他的團隊付出了4年的艱辛。

在驗收會議上，中國可再生能源學(xué)會海洋能專委會秘書長、評審專家組組長王傳崑對劉偉民的研究成果給予了高度評價，認為它是“中國海洋溫差發(fā)電的里程碑”。專家們也對該項目的6點創(chuàng)新之處大加稱贊，認為它一是建立了我國第一個實用溫差能發(fā)電裝置。作為千瓦級試驗用溫差發(fā)電裝置，該項目填補了我國在此領(lǐng)域內(nèi)的空白。二是根據(jù)實際情況的需要，研制出了海水溫差下的海水淡化裝置。三是研制了運行平穩(wěn)、噪音低、效率高的新型氨透平。四是研制成功了多能互補溫差能電站。五是從理論上建立了新的高效熱力循環(huán)方式。六是開拓了國際合作，與美國洛克希德·馬丁公司、日本佐賀大學(xué)成功建立了聯(lián)系，并計劃開展合作。

“可以說我國海洋溫差發(fā)電是位于世界前列的�！眲�偉民說，雖然我國在掌握海洋溫差發(fā)電技術(shù)的時間上要落后于美國和日本，但是在技術(shù)上卻毫不遜色，有些甚至超過了美日。

與美日兩國相比，劉偉民團隊設(shè)計的熱力循環(huán)方式發(fā)電效率更高。例如美國朗肯循環(huán)的發(fā)電效率為3%，日本上原循環(huán)的發(fā)電效率是4.9%，我國研究的國海循環(huán)發(fā)電效率能達到5.1%。

不要小看我國和美國這2%的差距。劉偉民說，以美國1979年建成的50千瓦OTEC（海洋熱能轉(zhuǎn)換）電廠來說，其循環(huán)的發(fā)電效率為3%，并且有2/3的能量要用于自身用電,因此最大凈輸出功率僅為1%。然而當循環(huán)的發(fā)電效率達到5%時，在系統(tǒng)自身用電量不變的情況下，即2%用于自身用電，最大凈輸出功率就可以提高到3%。這意味著，“在相同投資的情況下，他們要建兩個甚至3個電站才和我們一個電站的發(fā)電量相同，因此可以大幅度節(jié)省投資�！�

————一專多能————

海洋溫差能發(fā)電前景廣闊

海洋溫差雖小，但是海洋水體巨大，因而蘊含的能量十分可觀。海洋是世界上最大的太陽能采集器；每年吸收的太陽能相當于37萬億千瓦時，約為人類目前用電量的4000倍。每平方千米大洋表面水層含有的能量相當于3800桶石油燃燒發(fā)出的熱量。而且其能量來源于太陽能，取之不盡，用之不竭�！昂Ｋ疁夭钅軆α烤薮�，有替代常規(guī)化石能源的基礎(chǔ)�！眲�偉民說，“80年代的海洋能資源調(diào)查顯示，我國的海洋溫差能可占到所有海洋總能量的90%以上�！�

雖然海洋溫差能是個寶庫，但是若不能將其中的寶貝挖出來，我們也只有望洋興嘆。作為海洋溫差發(fā)電裝置的研究者，劉偉民認為，海洋溫差能的循環(huán)機理和系統(tǒng)設(shè)備與常規(guī)發(fā)電設(shè)備相比，不存在很大差別，相對于其他海洋能來說，我國有一定的工業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)相對成熟，完全可以開展大規(guī)模的海洋溫差發(fā)電。

此外，我國南海一些有居民島嶼面臨著缺淡水、缺電、缺菜的困難，也能被海洋溫差能發(fā)電系統(tǒng)一一化解。劉偉民指出，由于海洋上下層溫差較穩(wěn)定，沒有周期性波動，因此發(fā)電負荷穩(wěn)定，“不僅可用于建設(shè)南海島嶼的獨立發(fā)電，還可應(yīng)用于海上石油平臺和地熱發(fā)電�！�

除了能提供電能外，該系統(tǒng)還有很多附帶的好處。劉偉民舉例說，海洋溫差能是一種綠色的可再生能源。利用發(fā)完電后的表層海水蒸發(fā)，再用海洋溫