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海洋温差发电:让大海变为稳定的巨型发电站

时间:2019-03-14 01:11 浏览:

  全球第一个利用海面与深海温差发电的试验已经在日本展开。倘若能够实用,约占地球面积7成的大海将成为一座巨型发电站。其卖点在于发电功率稳定。海洋或许会成为自然能源的新主角。

  久米岛坐落在冲绳本岛以西100公里处。9月,在阳光的炙烤下,记者从机场出发,穿过甘蔗田,驱车15分钟左右,就来到了一望无际的大海边。

  将手伸进绿宝石般的大海。感觉温暖而舒适。久米岛的年均海水表面温度为26度。根据太阳照射情况的不同,夏季会升至29度,冬季也能保持在23度。

  而深海的温度基本不随季节变化。深海的深层水在2000年的漫长时光中缓慢循环。600米以下水深的平均水温约为8度。因为不受阳光影响,所以全年温度基本恒定。

  也就是说,在久米岛,海面的表层水与深海的深层水之间,存在着年均20度左右的温差。而温差保持不变正是高效实现“海洋温差发电”的条件。所以,地处南国的久米岛非常适宜海洋温差发电。

  从4月开始,作为冲绳县的委托业务,以商用化为目标的世界首套验证设备在久米岛东部投入了运营。参与实验的3家民营企业分别是得到韩国浦项制铁公司出资的风险企业Xenesys公司、横河电机公司及IHI集团下属的IHI设备建设公司。

  验证设备首先抽取海面温热的表层水,经管道输送到设备中。管道内流通着低沸点的氯氟烃替代物。在名为蒸发器的设备内,氯氟烃替代物在温热表层水的加温下沸腾形成蒸气,体积膨胀。然后利用此时产生的膨胀力驱动涡轮旋转,实现发电。

  蒸气带动涡轮旋转的原理与一般的煤炭火力发电和核电相同。但在通常情况下,发电使用的是沸点为100度的水,如果不通过燃烧等方式升温,水无法变成蒸气。使用低沸点的氯氟烃替代物和氨气是海洋温差发电的一项技术突破。

  完成发电后,蒸气通过冷凝器重新变为液态。耳朵贴近连通冷凝器的管道,会听到“咚、咚、咚”的低沉声响。里面流通的便是深层水。

  使蒸气状态的氯氟烃替代物经冷却返回液态,靠的就是这些冰冷的深层水。利用海面的温水沸腾,完成发电后利用冰冷的深层水返回液态——通过反复这样的步骤,就能够实现连续发电。

  在发电时不排放二氧化碳的清洁自然能源为数众多。但举例来说,在使用海浪和风力时,发电的功率容易随自然情况产生剧烈波动。

  与之相比,海洋温差发电的特点是功率变化小,设备利用率高。有数据显示,在久米岛的实验中,设备有望不分季节,实现全天24小时稳定运转。

  冲绳县产业政策课表示:“夏季的发电效率略高于当初的设想。我们希望逐一克服每一个细小的问题,使发电功率趋于稳定。”

  在当地开展发电设备的设计制造与检查的Xenesys的代理部长冈村尽则颇有成就感地表示:“得到的性能超出预期。我们逐秒采集数据,从数据来看,运行状况可以说十分稳定”。

  原理在19世纪末诞生于法国。在1970年代爆发石油危机后,日本和美国等开始着手摸索实用化的可能性。

  然而,在日本国内,佐贺大学还在研发,并向此次验证试验提供了协助。东日本大地震后对于自然能源关注度的提升也成为了实现商用化的原动力。

  现在,海洋温差发电验证设备的发电功率极小,仅为50千瓦。今后,针对商用化,大型化的相关探讨也将展开。