[科普中國(guó)]-海洋熱能

介紹

覆蓋地球表面積 71%的海洋蘊(yùn)含著豐富的資源，也蘊(yùn)含著巨大的能量，其中之一就是海洋熱能，也叫海洋溫差能。浩瀚無(wú)垠的大洋在太陽(yáng)光的強(qiáng)烈照射下，海水溫度隨深度加深而遞減，從而產(chǎn)生了垂直溫度差，這垂直溫度差中就蘊(yùn)藏了巨大的能量。

海洋熱能儲(chǔ)量巨大，其每年儲(chǔ)量的估算值約為4.4 × kW·h。目前對(duì)其利用的研究主要集中在海洋溫差能發(fā)電技術(shù)、海洋溫差能制淡技術(shù)以及海水源熱泵技術(shù)。海洋溫差發(fā)電越來(lái)越受到各國(guó)的重視，隨著發(fā)電系統(tǒng)凈輸出功和凈效率的提高，其應(yīng)用前景更加廣闊；海洋溫差能制淡技術(shù)目前尚處試驗(yàn)階段，降低海水輸送能耗、提高換熱器傳熱效率是該技術(shù)今后研究的重點(diǎn)；海水源熱泵技術(shù)的研究近些年來(lái)逐漸興起，已經(jīng)取得一定規(guī)模的應(yīng)用，隨著水源、海水腐蝕和海生物附著等問(wèn)題的解決，海水源熱泵技術(shù)必將得到更廣泛的應(yīng)用。1

海洋熱能發(fā)電原理海洋溫差發(fā)電技術(shù)的基本原理是：利用海洋表面的溫海水加熱某些低沸點(diǎn)工質(zhì)并使之汽化，或通過(guò)降壓使海水汽化以驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電；同時(shí)利用從深海提取的冷海水將做功后的乏汽冷凝，使之重新變?yōu)橐簯B(tài)，形成系統(tǒng)循環(huán)。按照現(xiàn)有技術(shù)，可以轉(zhuǎn)化為電力的海洋溫差能大約為10000 (TW·h)/a，在多種海洋能資源中，其儲(chǔ)量?jī)H次于波浪能[2]，能源密度最高[3]。此外，海洋溫差能隨時(shí)間變化相對(duì)穩(wěn)定，因此海洋溫差能發(fā)電技術(shù)有望為熱帶海島地區(qū)提供充足、穩(wěn)定的電力。

應(yīng)用范圍海洋溫差發(fā)電技術(shù)要求海水溫差達(dá)到20℃以上。海洋深層受太陽(yáng)輻射影響較小，全球800m以下的海水溫度約為4℃，因此海洋溫差能的資源分布主要取決于海水表層溫度。赤道附近海域吸收太陽(yáng)輻射最多，海水表層年平均溫度可達(dá)25℃ ~ 28℃，與深層海水的最大溫差可達(dá)24℃，是海洋溫差能資源蘊(yùn)藏最為豐富的地區(qū)。

海洋溫差能廣泛分布在除了南美洲西岸海域以外的北緯20°到南緯20°之間的赤道地區(qū)，橫跨太平洋、大西洋及印度洋。研究表明，全球有98個(gè)國(guó)家和地區(qū)可從海洋溫差發(fā)電技術(shù)中受益。

優(yōu)點(diǎn)海洋溫差發(fā)電是連續(xù)性的輸出，不像太陽(yáng)能或風(fēng)力會(huì)受時(shí)間，氣候等影響而隨時(shí)變動(dòng)。溫差發(fā)電廠往往建于海中，遠(yuǎn)離城市及海濱，對(duì)于居住環(huán)境沒(méi)有干擾及不良影響，此外當(dāng)初欲建廠時(shí)，對(duì)土地之取得,購(gòu)置也不致會(huì)發(fā)生問(wèn)題。

溫差發(fā)電可伴生淡水，以100MW的電而言，每天可分餾出一百萬(wàn)加侖的淡水；可供食用及農(nóng)業(yè)灌溉。溫差發(fā)電過(guò)程產(chǎn)生的廢熱，可以回收利用，小型動(dòng)力機(jī)械或農(nóng)漁業(yè)使用。溫差發(fā)電廠發(fā)出的電能，了供給城市用電，也可以就近設(shè)廠制造淡水，食鹽，海產(chǎn)加工，制取氫氣等。