來(lái)源：科技日報

  冷暖之間發(fā)掘海洋無(wú)限力量

  ■將新聞進(jìn)行到底

   “驚濤拍岸卷起千堆雪”大海暴躁起來(lái)像一匹野馬，肆無(wú)忌憚的向人類(lèi)炫耀著(zhù)自己的力量，正因如此，人類(lèi)一直夢(mèng)想著(zhù)將大海的能量為我所用?，F在這匹“野馬”已經(jīng)被人類(lèi)“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(guò)驗收，標志著(zhù)我國科學(xué)家對海洋能量的利用更進(jìn)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(yáng)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(jìn)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(dòng)汽輪機旋轉發(fā)電。”劉偉民說(shuō)，但是水的沸點(diǎn)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(jìn)行海洋溫差發(fā)電。與水相比，液氨的沸點(diǎn)較低，很容易沸騰氣化。

   海洋溫差發(fā)電的過(guò)程其實(shí)并不復雜。據劉偉民介紹，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(guò)汽輪機（氨透平）的葉片通道，膨脹做功，推動(dòng)汽輪機旋轉。隨后，氨氣進(jìn)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(huì )再次被抽回海洋，如此，在閉合回路中反復進(jìn)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(jiǎn)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(gè)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(gè)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(huì )議上，中國可再生能源學(xué)會(huì )海洋能專(zhuān)委會(huì )秘書(shū)長(cháng)、評審專(zhuān)家組組長(cháng)王傳崑對劉偉民的研究成果給予了高度評價(jià)，認為它是“中國海洋溫差發(fā)電的里程碑”。專(zhuān)家們也對該項目的6點(diǎn)創(chuàng )新之處大加稱(chēng)贊，認為它一是建立了我國第一個(gè)實(shí)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)域內的空白。二是根據實(shí)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、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(kāi)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(kāi)展合作。

   “可以說(shuō)我國海洋溫差發(fā)電是位于世界前列的。”劉偉民說(shuō)，雖然我國在掌握海洋溫差發(fā)電技術(shù)的時(shí)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(guò)了美日。

  與美日兩國相比，劉偉民團隊設計的熱力循環(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(shuō)，以美國1979年建成的50千瓦OTEC（海洋熱能轉換）電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，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(shí)，在系統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(zhù)，“在相同投資的情況下，他們要建兩個(gè)甚至3個(gè)電站才和我們一個(gè)電站的發(fā)電量相同，因此可以大幅度節省投資。”