2012年，我國成為繼美國和日本之后，第三個實(shí)現(xiàn)海洋溫差能發(fā)電的國家。經(jīng)過三年的不斷改進(jìn)，海洋溫差能發(fā)電已在藍(lán)色硅谷內(nèi)進(jìn)入成果轉(zhuǎn)化階段。近日，記者從國家海洋局第一海洋研究所獲悉，位于藍(lán)色硅谷內(nèi)的海洋一所溫差能實(shí)驗(yàn)室將于年內(nèi)建成。屆時，海洋溫差能發(fā)電將進(jìn)入為期一年的中試階段，預(yù)計(jì)明年8月走向市場化。
15千瓦海洋能溫差試驗(yàn)電站
如今，海洋溫差能發(fā)電技術(shù)不僅可用于建設(shè)南海島嶼的獨(dú)立發(fā)電，還可應(yīng)用于海上石油平臺和地?zé)岚l(fā)電，以及水產(chǎn)養(yǎng)殖、海水淡化等領(lǐng)域，市場前景不可小覷。據(jù)估算，一個兆瓦的海洋溫差能發(fā)電裝置，每小時可節(jié)約1000度電。以廢熱為原料的“零成本”發(fā)電，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)了降本增效。有業(yè)內(nèi)人士表示，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，在節(jié)能減排的同時，節(jié)省的經(jīng)濟(jì)成本將相當(dāng)可觀。
可用于空調(diào)制冷和海水淡化
作為千瓦級試驗(yàn)用溫差發(fā)電裝置，劉偉民團(tuán)隊(duì)研發(fā)的海洋溫差能發(fā)電技術(shù)填補(bǔ)了我國在此領(lǐng)域內(nèi)的空白。劉偉民表示，目前有很多企業(yè)對海洋溫差能發(fā)電很感興趣，研究團(tuán)隊(duì)也在選擇適合成果轉(zhuǎn)化的優(yōu)質(zhì)“土壤”。
“目前我們已經(jīng)與山東隆基鉆采開發(fā)有限公司開展合作，利用廢熱井水和冷排水的溫差進(jìn)行發(fā)電。”國家海洋局第一海洋研究所研究員劉偉民告訴記者，“我們改進(jìn)了溫差能發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，研發(fā)出第三代透平，解決了溫差能發(fā)電過程中密封、聯(lián)軸器、告訴發(fā)電機(jī)等零部件的協(xié)調(diào)性。計(jì)劃先投入一臺250千瓦的設(shè)備，完成中試后預(yù)計(jì)在明年投入4臺發(fā)電設(shè)備，從而推動海洋溫差能發(fā)電駛?cè)氘a(chǎn)業(yè)化。”
用劉偉民的話說，“有廢熱的地方都可以用到海洋溫差能發(fā)電技術(shù)。”除了化工等行業(yè)之外，海洋溫差能發(fā)電還可以延伸出更多“副產(chǎn)品”。“南海的水上表面溫度高，下表面溫度低，如果將15千瓦溫差能系統(tǒng)自運(yùn)行排掉的冷海水提供給南海島嶼建筑的空調(diào)制冷設(shè)備，空調(diào)使用建筑面積可達(dá)1萬多平方米。按全年每天運(yùn)行24小時計(jì)算，一共可節(jié)省200萬度電。”劉偉民告訴記者，“海洋溫差能是一種綠色的可再生能源，不僅可用于空調(diào)系統(tǒng)冷源及反季節(jié)蔬菜的種植、水產(chǎn)品養(yǎng)殖等，還可以用于海水淡化。將利用發(fā)完電后的表層海水蒸發(fā)，再用海洋溫差能系統(tǒng)運(yùn)行排掉的七八攝氏度的冷海水冷凝，就可以制取淡水。”
發(fā)電效率更高可節(jié)省2/3投資
作為世界上第三個掌握海洋溫差能發(fā)電技術(shù)的國家，劉偉民團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的熱力循環(huán)方式發(fā)電效率更高。例如美國的研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)電效率為3%，日本的研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)電效率為4%左右，我國研究的循環(huán)發(fā)電效率接近5%。其中，自用占2%，其余的3%可以用到其他領(lǐng)域，可以節(jié)省2/3的投資。
“也就是說，當(dāng)循環(huán)的發(fā)電效率達(dá)到5%時，在系統(tǒng)自身用電量不變的情況下，即2%用于自身用電，最大凈輸出功率就可以提高到3%。這意味著，在相同投資的情況下，他們要建2——3個電站才和我們一個電站的發(fā)電量相同。”劉偉民告訴記者，“普通的火力發(fā)電需要靠燃煤來支撐，而海洋溫差能發(fā)電的原料是廢熱。按照山東隆基鉆采開發(fā)有限公司的用電量來計(jì)算，成本的回收期大約為2——3年，對企業(yè)而言可以節(jié)省一筆不小的開支。”
海洋溫差能占海洋總能源90%
據(jù)悉，潮汐能、波浪能和海洋溫差能是海洋能開發(fā)利用的主要形式，根據(jù)我國上世紀(jì)60年代和80年代的兩次海洋能儲量調(diào)查，海洋溫差能占到我國海洋總能源的90%以上，有替代常規(guī)化石能源的基礎(chǔ)。所以海洋溫差能被國際社會普遍認(rèn)為是最具開發(fā)利用價(jià)值和潛力的海洋清潔能源。
雖然海洋溫差能發(fā)電研究取得了一系列成果，但仍面臨一些困難和挑戰(zhàn)。劉偉民表示，岸置式海洋溫差能發(fā)電系統(tǒng)由于其主要設(shè)備都安置在海岸上，因此冷海水管要鋪設(shè)到海洋深處，對于海洋施工來說具有一定難度。此外，由于海水溫差較低，要提取足夠的能量，就要保證較大的流量，因此需要的管道直徑大。100兆瓦溫差能發(fā)電系統(tǒng)需要的管道直徑為10米，10兆瓦的發(fā)電系統(tǒng)需要的管道直徑為4米，管道的建造存在一定困難。所以在產(chǎn)業(yè)化的道路上，海洋溫差能發(fā)電技術(shù)仍有拓展的空間。
