日前，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驗收。這使得我國成為繼美國、日本之后，第三個獨立掌握海洋溫差能發(fā)電技術的國家。
對此，市場人士表示，15千瓦溫差能發(fā)電系統(tǒng)成功運行，標志著我國海洋溫差能發(fā)電進入了一個新階段。
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，法國人達松伐耳提出海洋溫差發(fā)電的設想。不過，這一想法在20世紀70年代石油危機前一直沒有得到太多關注。1979年，由美國政府支持的包括洛克希德馬丁公司在內(nèi)的合股項目，在夏威夷鋪設了一條冷水管，它服務于一個發(fā)電50千瓦的OTEC系統(tǒng)。
兩年之后，一個日本研究小組也在南太平洋島國瑙魯建設了一個發(fā)電能力為120千瓦的試驗工廠，海洋溫差發(fā)電進入各國視野。20世紀80年代，聯(lián)合國已經(jīng)確認海洋熱能轉換是所有海洋能轉換系統(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于2500億桶石油所含的熱量。據(jù)統(tǒng)計，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，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)初步計算，南海溫差能資源理論儲藏量約為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量的90%。據(jù)測算，僅我國南海蘊藏的溫差能，每年就能發(fā)電5億千瓦時。利用海洋溫差發(fā)電課題的實驗成功，不僅能夠為我國沿海尤其是島嶼、海上石油平臺的能源供應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，華彬集團副總裁劉少華對外界透露，該公司第一個海洋溫差發(fā)電項目可能將于2013年6月啟動，28個月建成。
中國探路
在世界溫差能研究領域，美國與日本的技術最為先進，曾先后研建了多個溫差能電站，但都是示范性的，其中由美國太平洋高技術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。在實際操作中，要產(chǎn)生相當規(guī)模的電能，就必須讓表層海水和深層海水流動循環(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，一個10兆瓦的此類電站，預計需要一根直徑13英尺的大管道。而要用于100兆瓦或更高容量的電站，預計其直徑要達到33英尺寬，在水下延伸1000米，這幾乎相當于紐約地鐵隧道寬，兩個半帝國大廈高。
其次，管道必須在現(xiàn)場生產(chǎn)。一根3200英尺長、33英尺寬的管道，如果在工廠制成，再用鐵路或駁船運輸拖入海洋，沉入水中，不但有運輸方面的挑戰(zhàn)，也很難抬升到合適的角度，沉降到適當?shù)纳疃取Ｒ虼耍枰仍诤Ｉ辖ㄔ炱脚_——要能夠抵御風暴、洋流等，然后現(xiàn)場制造管道。
第三，對深海領域進行水流動與循環(huán)，且建造規(guī)模性設施，必然會影響到海洋生態(tài)環(huán)境，如海洋生物有被卷入管道的風險。
“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。”華彬集團董事長嚴彬表示，該公司海洋溫差發(fā)電技術肯定要符合美國環(huán)保署的相關要求，該項技術進入商業(yè)化運作時肯定要通過環(huán)保要求。
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