美海軍 利用海水溫差發(fā)電

本報(bào)特約記者 楊先碧

海軍要實(shí)施遠(yuǎn)洋作戰(zhàn)，能源供給必不可少。近年來，美國海軍為了提高遠(yuǎn)洋機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)能力，開始開發(fā)海水溫差發(fā)電技術(shù)。目前，美軍關(guān)島基地已經(jīng)著手利用海水溫差發(fā)電。

我們知道，隨著深度的增加，海水變得越來越冷，海面和深海之間的溫差可以超過20攝氏度。在赤道地區(qū)，白天海面的水溫可超過30攝氏度，而水深數(shù)百米的深層海水溫度是5～10攝氏度。這種溫差中蘊(yùn)藏著巨大的能量。早在1970年，負(fù)責(zé)主管美國聯(lián)邦海洋熱能源項(xiàng)目的羅伯特·科恩就曾經(jīng)說過：“這種能源將有可能成為世界上可再生能源的最大來源?！?/p>

1973年，日本科學(xué)家開發(fā)出利用氨水作發(fā)電“中介”的高效溫差發(fā)電方法。自此，溫差發(fā)電獲得人們的關(guān)注，幾十年來研究再也沒有間斷過。氨水的沸點(diǎn)只有33攝氏度，海洋表層的海水熱量可以讓氨水沸騰成蒸氣，驅(qū)動(dòng)發(fā)電渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，氨蒸氣被從深海中抽上來的冰冷海水冷卻，重新變成液體。這樣反復(fù)循環(huán)，海水溫差能就源源不斷轉(zhuǎn)化為電能。

據(jù)日本佐賀大學(xué)海洋能源研究中心的資料顯示，位于北緯45°至南緯40°之間約100個(gè)國家和地區(qū)都可以進(jìn)行海洋溫差發(fā)電，這其中包括美國、中國和日本。美國能源部預(yù)測，到2010年全球?qū)⒂?030座海洋溫差能發(fā)電站問世，這些發(fā)電站主要集中在美國和日本。中國海域遼闊，東海、黃海、南海的水溫都比較高，特別是南海夏季平均可達(dá)36℃以上，也具有利用海水溫差發(fā)電的有利條件和廣闊前景。

盡管海洋溫差能是一種潔凈而且蘊(yùn)藏量巨大的可再生能源，但是海洋溫差發(fā)電技術(shù)的發(fā)展也面臨著一些巨大的困境。首先面臨的困境是成本過高。主要從事國防產(chǎn)業(yè)的美國洛克希德·馬丁公司的溫差發(fā)電項(xiàng)目主管羅伯特·瓦里表示，美國有建設(shè)100～200兆瓦的海洋溫差發(fā)電廠的計(jì)劃，可以為2.5萬～5萬個(gè)家庭供電。但是，這樣一個(gè)計(jì)劃至少需要投資15億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任何一家公司的投資意愿。當(dāng)然，如果這筆錢由美國國防部來出，那還是沒有什么問題的。當(dāng)然，美國海軍不會(huì)首先就建一個(gè)100兆瓦的大型海洋溫差發(fā)電廠，而會(huì)先建一個(gè)10兆瓦的小電廠來積累經(jīng)驗(yàn)。

海洋溫差發(fā)電還面臨一些技術(shù)瓶頸。瓦里表示，要達(dá)到100兆瓦的發(fā)電水平，需要直徑30米、長度1000米的管子，才能從深海里抽取冷水，這對工程材料提出的很高要求。而且，這些龐大的結(jié)構(gòu)要垂直漂浮于海洋之中，洋流和變化莫測的海洋氣候會(huì)對冷水管和發(fā)電平臺造成巨大的沖擊，怎么把它們固定在海洋上也很不容易。目前，洛克希德·馬丁公司投資了120萬美元，也在進(jìn)行小型實(shí)驗(yàn)，希望能夠解決一些關(guān)鍵技術(shù)難題?！?/p>