“就人類信仰而言,全世界最大的能量是光與愛;而就無限能源而言,非‘海洋能’莫屬!”1870年,科幻小說家儒勒·凡爾納在《海底兩萬里》中有這樣一段充滿想象力的描述,為人類探索海洋能源利用開啟了一扇智慧的大門,也許未來的某一天,廣闊的海洋中能夠給全世界提供源源不斷的能量。
海洋中大部分熱量大都存儲(chǔ)在距海平面100米以上的表層海水中,表層溫度可達(dá)20~28℃,而在海平面1千米以下,水溫只有4~5℃,海洋深層水溫常年保持恒定,上下水層之間溫差保持在20℃左右。利用海洋溫差進(jìn)行發(fā)電這一美好設(shè)想,人們幾十年來孜孜以求,為之付出了不懈的努力。
海洋蘊(yùn)含的能量巨大,取之不盡,用之不竭,不會(huì)污染環(huán)境,不會(huì)排放溫室氣體,被人們寄予厚望,利用海水的溫差進(jìn)行發(fā)電進(jìn)入人們探索海洋能的視野。
大家知道,火力發(fā)電和核能發(fā)電是以熱能使水沸騰,利用蒸汽帶動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電,同樣,海洋溫差發(fā)電也是運(yùn)用渦輪機(jī),不過用的工質(zhì)不是水,而是氨水和水的混合液。水的沸點(diǎn)是100℃,而氨水的沸點(diǎn)是零下33℃,相比之下后者更容易沸騰,把溫暖的表層海水加入內(nèi)層裝有氨水等低沸點(diǎn)液體的管道,氨水沸騰后的蒸汽就可以推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電,之后再將深層冰冷的海水泵入蒸汽管道進(jìn)行冷卻,導(dǎo)致氨蒸氣冷凝回液體狀態(tài),進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
20世紀(jì)70年代石油危機(jī)爆發(fā),美國(guó)總統(tǒng)吉米·卡特簽署了一項(xiàng)命令,在1999年之前采用海洋溫差發(fā)電技術(shù)生產(chǎn)1萬兆瓦的電力。由于石油價(jià)格一降再降,替代石油的“海洋溫差發(fā)電”方案被無限期擱置。
近來年,隨著降低碳排放的呼聲越來越高漲,對(duì)新能源的渴求越來越強(qiáng)烈,海洋溫差發(fā)電的研究也在全球不斷涌現(xiàn),海洋溫差發(fā)電站已經(jīng)出現(xiàn)在世界各地。日本、法國(guó)、比利時(shí)等國(guó)都已經(jīng)建成了海洋溫差發(fā)電站,功率從100千瓦到5000千瓦不等,上萬千瓦的電站也正在籌建之中。目前海洋溫差發(fā)電達(dá)到實(shí)用階段面臨諸多困難,主要是投資巨大、回報(bào)期較長(zhǎng)、配套裝備短板、煤炭石油低價(jià)等等。
2012年8月,由國(guó)家海洋局第一海洋研究所承擔(dān)了國(guó)家科技支撐計(jì)劃15千瓦溫差能發(fā)電項(xiàng)目,經(jīng)過多年的研究取得了可喜進(jìn)步,并通過了試驗(yàn)項(xiàng)目驗(yàn)收,使我國(guó)成為繼美國(guó)、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(guó)家,標(biāo)志著我國(guó)海洋溫差能發(fā)電進(jìn)入了一個(gè)新階段。
山東科靈節(jié)能裝備股份有限公司參與了海洋溫差發(fā)電系統(tǒng)的核心裝備——“ORC超低溫發(fā)電機(jī)組”的研發(fā)并取得了成功,近幾年又持續(xù)加大研發(fā)投入,從10KW到200KW一系列ORC超低溫發(fā)電機(jī)陸續(xù)取得突破,除了用于海洋溫差發(fā)電,還可以廣泛用于低溫?zé)崴?、低溫?zé)煔忸I(lǐng)域。鋼鐵、有色、化工等六大行業(yè),低溫余熱資源豐富,由于溫度過低應(yīng)用難度大,ORC發(fā)電機(jī)完全可以讓這些低溫余熱變廢為寶,同時(shí)在太陽能、地?zé)崮艿确矫妫?/span>ORC超低溫發(fā)電機(jī)具有廣闊的應(yīng)用前景。
利用海洋溫差發(fā)電有廣闊的發(fā)展前景,眾多科研院所、協(xié)同企業(yè)一直在共同發(fā)力,相信在不遠(yuǎn)的將來一定會(huì)變成現(xiàn)實(shí),讓海洋中巨大的能量滿足全人類所需,從而改變世界能源的發(fā)展進(jìn)程。