“就人类信仰而言,全世界最大的能量是光与爱;而就无限能源而言,非‘海洋能’莫属!”1870年,科幻小说家儒勒·凡尔纳在《海底两万里》中有这样一段充满想象力的描述,为人类探索海洋能源利用开启了一扇智慧的大门,也许未来的某一天,广阔的海洋中能够给全世界提供源源不断的能量。
海洋中大部分热量大都存储在距海平面100米以上的表层海水中,表层温度可达20~28℃,而在海平面1千米以下,水温只有4~5℃,海洋深层水温常年保持恒定,上下水层之间温差保持在20℃左右。利用海洋温差进行发电这一美好设想,人们几十年来孜孜以求,为之付出了不懈的努力。
海洋蕴含的能量巨大,取之不尽,用之不竭,不会污染环境,不会排放温室气体,被人们寄予厚望,利用海水的温差进行发电进入人们探索海洋能的视野。
大家知道,火力发电和核能发电是以热能使水沸腾,利用蒸汽带动涡轮机发电,同样,海洋温差发电也是运用涡轮机,不过用的工质不是水,而是氨水和水的混合液。水的沸点是100℃,而氨水的沸点是零下33℃,相比之下后者更容易沸腾,把温暖的表层海水加入内层装有氨水等低沸点液体的管道,氨水沸腾后的蒸汽就可以推动涡轮机发电,之后再将深层冰冷的海水泵入蒸汽管道进行冷却,导致氨蒸气冷凝回液体状态,进入下一个循环。
20世纪70年代石油危机爆发,美国总统吉米·卡特签署了一项命令,在1999年之前采用海洋温差发电技术生产1万兆瓦的电力。由于石油价格一降再降,替代石油的“海洋温差发电”方案被无限期搁置。
近来年,随着降低碳排放的呼声越来越高涨,对新能源的渴求越来越强烈,海洋温差发电的研究也在全球不断涌现,海洋温差发电站已经出现在世界各地。日本、法国、比利时等国都已经建成了海洋温差发电站,功率从100千瓦到5000千瓦不等,上万千瓦的电站也正在筹建之中。目前海洋温差发电达到实用阶段面临诸多困难,主要是投资巨大、回报期较长、配套装备短板、煤炭石油低价等等。
2012年8月,由国家海洋局第一海洋研究所承担了国家科技支撑计划15千瓦温差能发电项目,经过多年的研究取得了可喜进步,并通过了试验项目验收,使我国成为继美国、日本之后,第三个独立掌握海洋温差能发电技术的国家,标志着我国海洋温差能发电进入了一个新阶段。
山东科灵节能装备股份有限公司参与了海洋温差发电系统的核心装备——“ORC超低温发电机组”的研发并取得了成功,近几年又持续加大研发投入,从10KW到200KW一系列ORC超低温发电机陆续取得突破,除了用于海洋温差发电,还可以广泛用于低温热水、低温烟气领域。钢铁、有色、化工等六大行业,低温余热资源丰富,由于温度过低应用难度大,ORC发电机完全可以让这些低温余热变废为宝,同时在太阳能、地热能等方面,ORC超低温发电机具有广阔的应用前景。
利用海洋温差发电有广阔的发展前景,众多科研院所、协同企业一直在共同发力,相信在不远的将来一定会变成现实,让海洋中巨大的能量满足全人类所需,从而改变世界能源的发展进程。
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