日前，由國家海洋局第一海洋研究所研究員劉偉民承擔(dān)的“十一五”國家科技支撐計(jì)劃15千瓦溫差能發(fā)電裝置研究及試驗(yàn)項(xiàng)目通過驗(yàn)收。這使得我國成為繼美國、日本之后，第三個(gè)獨(dú)立掌握海洋溫差能發(fā)電技術(shù)的國家。
對(duì)此，市場(chǎng)人士表示，15千瓦溫差能發(fā)電系統(tǒng)成功運(yùn)行，標(biāo)志著我國海洋溫差能發(fā)電進(jìn)入了一個(gè)新階段。
前景可觀
所謂海洋溫差發(fā)電，是指利用熱帶及亞熱帶海洋表層和深層海水間存在的溫差發(fā)電。1881年，法國人達(dá)松伐耳提出海洋溫差發(fā)電的設(shè)想。不過，這一想法在20世紀(jì)70年代石油危機(jī)前一直沒有得到太多關(guān)注。1979年，由美國政府支持的包括洛克希德馬丁公司在內(nèi)的合股項(xiàng)目，在夏威夷鋪設(shè)了一條冷水管，它服務(wù)于一個(gè)發(fā)電50千瓦的OTEC系統(tǒng)。
兩年之后，一個(gè)日本研究小組也在南太平洋島國瑙魯建設(shè)了一個(gè)發(fā)電能力為120千瓦的試驗(yàn)工廠，海洋溫差發(fā)電進(jìn)入各國視野。20世紀(jì)80年代，聯(lián)合國已經(jīng)確認(rèn)海洋熱能轉(zhuǎn)換是所有海洋能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中最重要的一種。
資料顯示，海洋是世界上最大的太陽能接收器，6000萬平方公里的熱帶海洋平均每天吸收的太陽能相當(dāng)于2500億桶石油所含的熱量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，只要把南北緯20度以內(nèi)的熱帶海洋充分利用起來發(fā)電，水溫降低1度放出的熱量就有600億千瓦發(fā)電容量。
溫差能的優(yōu)勢(shì)就在于它可以提供穩(wěn)定的電力，如果不考慮維修，這種電站可無限期地工作。同時(shí)，海洋溫差能在發(fā)電富余的情況下，還可以制氫并送回陸地。
根據(jù)我國海洋專家分析，我國南海諸島溫差能利用最具潛力。青島海洋大學(xué)一博士研究的數(shù)據(jù)顯示：南海諸島水深大于800米的海域約140萬～150萬平方公里，位于北回歸線以南，太陽輻射強(qiáng)烈，表層和淺層水溫均在25℃以上，500～800米以下的深層水溫在5℃以下，表層深層水溫差在 20℃～24℃。
據(jù)初步計(jì)算，南海溫差能資源理論儲(chǔ)藏量約為1.19×109~1.33×1019千焦。
據(jù)了解，潮汐能、波浪能和海洋溫差能是海洋清潔能源開發(fā)利用的主要形式，其中海洋溫差能約占海洋能源儲(chǔ)量的90%。據(jù)測(cè)算，僅我國南海蘊(yùn)藏的溫差能，每年就能發(fā)電5億千瓦時(shí)。利用海洋溫差發(fā)電課題的實(shí)驗(yàn)成功，不僅能夠?yàn)槲覈睾Ｓ绕涫菎u嶼、海上石油平臺(tái)的能源供應(yīng)問題提供新的解決方案，還可用于反季蔬菜大棚、水產(chǎn)品養(yǎng)殖等附屬開發(fā)。
“如果把海洋溫差能量利用起來，將是現(xiàn)在發(fā)電量的2倍。”近日，華彬集團(tuán)副總裁劉少華對(duì)外界透露，該公司第一個(gè)海洋溫差發(fā)電項(xiàng)目可能將于2013年6月啟動(dòng)，28個(gè)月建成。
中國探路
在世界溫差能研究領(lǐng)域，美國與日本的技術(shù)最為先進(jìn)，曾先后研建了多個(gè)溫差能電站，但都是示范性的，其中由美國太平洋高技術(shù)研究國際中心在夏威夷研建開式循環(huán)溫差能利用系統(tǒng)，目前保持著世界溫差能凈輸出功率40千瓦~50千瓦的最高記錄。
但與國外相比，我國的溫差能開發(fā)利用技術(shù)在示范規(guī)模和凈輸出功率方面，還存在著明顯的差距。青島海洋大學(xué)博士的研究表明，海洋溫差發(fā)電海還面臨著以下難題：
首先是管道材料。在實(shí)際操作中，要產(chǎn)生相當(dāng)規(guī)模的電能，就必須讓表層海水和深層海水流動(dòng)循環(huán)起來，管道要在深海承受巨大的大氣壓力、不斷搖擺的洋流壓力以及頻繁變化的水溫。
據(jù)海洋專家推測(cè)，一個(gè)10兆瓦的此類電站，預(yù)計(jì)需要一根直徑13英尺的大管道。而要用于100兆瓦或更高容量的電站，預(yù)計(jì)其直徑要達(dá)到33英尺寬，在水下延伸1000米，這幾乎相當(dāng)于紐約地鐵隧道寬，兩個(gè)半帝國大廈高。
其次，管道必須在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。一根3200英尺長(zhǎng)、33英尺寬的管道，如果在工廠制成，再用鐵路或駁船運(yùn)輸拖入海洋，沉入水中，不但有運(yùn)輸方面的挑戰(zhàn)，也很難抬升到合適的角度，沉降到適當(dāng)?shù)纳疃�。因此，需要先在海上建造平臺(tái)——要能夠抵御風(fēng)暴、洋流等，然后現(xiàn)場(chǎng)制造管道。
第三，對(duì)深海領(lǐng)域進(jìn)行水流動(dòng)與循環(huán)，且建造規(guī)模性設(shè)施，必然會(huì)影響到海洋生態(tài)環(huán)境，如海洋生物有被卷入管道的風(fēng)險(xiǎn)。
“洛克希德·馬丁公司在美國研發(fā)了30多年，且有政府層面的支持，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的影響肯定是必須考慮的問題。”華彬集團(tuán)董事長(zhǎng)嚴(yán)彬表示，該公司海洋溫差發(fā)電技術(shù)肯定要符合美國環(huán)保署的相關(guān)要求，該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)作時(shí)肯定要通過環(huán)保要求。
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