我國(guó)作為一個(gè)海洋大國(guó)，黨和政府對(duì)海洋事業(yè)發(fā)展極為重視。我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率已經(jīng)達(dá)到9.1%。2019年中國(guó)海洋生產(chǎn)總值超過(guò)8.9萬(wàn)億元。海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
資料圖：沈括號(hào)科考船搭載CTD采水器在馬里亞納海溝進(jìn)行采集海平面以下4000米深海水。圖為在甲板上進(jìn)行CTD檢測(cè)和入水準(zhǔn)備。新華網(wǎng)發(fā)（照片由考察隊(duì)員鄭蓉經(jīng)本文作者提供）
資料圖：沈括號(hào)科考船搭載CTD采水器在馬里亞納海溝進(jìn)行采集海平面以下4000米深海水。圖為CTD在甲板上通過(guò)機(jī)械臂下放入海。新華網(wǎng)發(fā)（照片由考察隊(duì)員鄭蓉經(jīng)本文作者提供）
在化石資源日益枯竭，二氧化碳過(guò)度排放導(dǎo)致全球氣候變暖、環(huán)境嚴(yán)重污染的背景下，轉(zhuǎn)向低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)成為全球共識(shí)，碳達(dá)峰、碳中和等政策被納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和人類(lèi)命運(yùn)共同體的構(gòu)建，尋找新的能源與材料替代石化產(chǎn)品成為全球共同的使命。
資料圖：沈括號(hào)科考船搭載CTD采水器在馬里亞納海溝進(jìn)行采集海平面以下4000米深海水。圖為CTD從4000米深海取水到沈括號(hào)甲板并進(jìn)行深海水收集。新華網(wǎng)發(fā)（照片由考察隊(duì)員鄭蓉經(jīng)本文作者提供）
利用海洋深層水低溫特性進(jìn)行的溫差發(fā)電是一種綠色能源，即光線(xiàn)無(wú)法到達(dá)的海洋深層水與表層海水之間存在著一定的溫度差，利用此溫差可實(shí)現(xiàn)熱力循環(huán)，即海洋溫差能發(fā)電(Ocean Thermal Energy Conversion，OTEC)。
十九世紀(jì)八十年代，法國(guó)的雅克·D·阿森瓦爾從儒勒·凡爾納的小說(shuō)《海底兩萬(wàn)里》(1869年出版)中的一些提法受到啟發(fā)，由他的弟子、工程師兼企業(yè)家喬治·克洛德博士（霓虹燈的發(fā)明者）改進(jìn)了空氣液化過(guò)程，在比利時(shí)的Ougree冷水湖中實(shí)驗(yàn)成功?？寺宓虏┦坑?930年在古巴的Matanzas建立了第一家海洋溫差發(fā)電工廠(chǎng)并獲得了短暫的成功。在20世紀(jì)50年代中期，法國(guó)工程師再次試圖在科特迪瓦的阿比讓建造一座溫差發(fā)電工廠(chǎng)，但事實(shí)證明，這座工廠(chǎng)造價(jià)過(guò)高，最終沒(méi)有建成。
資料圖：和諧共融。新華網(wǎng)發(fā)（劉廣生 攝）
資料圖：撞擊石頭后，海水如霧。新華網(wǎng)發(fā)（劉廣生 攝）
20世紀(jì)70年代中期出現(xiàn)了能源危機(jī)，美國(guó)和其他地方重新對(duì)海洋溫差發(fā)電產(chǎn)生了興趣。美國(guó)政府開(kāi)展了各種研發(fā)項(xiàng)目，包括性能測(cè)試、初步設(shè)計(jì)和示范工廠(chǎng)。主要工作包括約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室、通用電氣和天合公司對(duì)OTEC生產(chǎn)工廠(chǎng)的初步設(shè)計(jì)；由阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和夏威夷的示范工廠(chǎng)進(jìn)行的熱交換器性能測(cè)試(Mini-OTEC和OTEC-1)。
1979年美國(guó)夏威夷州政府牽頭組織了“Mini—OTEC"實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，利用取自675 m深處的深層海水成功實(shí)現(xiàn)了凈功率為15 kW 的溫差能發(fā)電，這是世界上首次從海洋溫差能中獲得具有實(shí)際利用價(jià)值的電力，隨后1981年日本在西太平洋的瑙魯海岸建立了一個(gè)100kW的閉合循環(huán)的工廠(chǎng)，汲水管敷設(shè)到580m深，發(fā)電的凈功率超過(guò)30kW。
資料圖：海水如絲綢。新華網(wǎng)發(fā)（劉廣生 攝）
資料圖：海水如鏡。新華網(wǎng)發(fā)（劉廣生 攝）
2012年由國(guó)家海洋局第一海洋研究所研究員劉偉民承擔(dān)的“十一五”國(guó)際科技支撐計(jì)劃15kW溫差能發(fā)電裝置研究及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收。劉偉民說(shuō)，“可以說(shuō)我國(guó)海洋溫差發(fā)電是位于世界前列的”。
深層海水可作為冷源直接冷卻空調(diào)房?jī)?nèi)的空氣，該技術(shù)與傳統(tǒng)的空氣熱源式制冷機(jī)相比大大節(jié)省了電力消耗，可極大地降低制冷成本。同時(shí)，系統(tǒng)不需要制冷劑，因此不會(huì)對(duì)大氣臭氧層造成破壞。
資料圖：海天一色。新華網(wǎng)發(fā)（于宣 供圖）
資料圖：杭州灣夜色。新華網(wǎng)發(fā)（于宣 供圖）
美國(guó)夏威夷州自然能源研究所和日本高知縣海洋深層水研究所將深層海水用于冷房制冷。我國(guó)臺(tái)灣臺(tái)東區(qū)農(nóng)業(yè)改良場(chǎng)負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)的“精致農(nóng)業(yè)研發(fā)館”利用深層海水作冷源降低溫室內(nèi)溫度，有效解決了某些花卉、蔬菜、水果無(wú)法在夏天栽培的問(wèn)題。利用深層水制冰后用于水產(chǎn)保鮮，不但電力消耗較少，而且與淡水制冰相比，可使保鮮溫度降低2℃以上，顯著提高保鮮食品特別是海產(chǎn)品的鮮度。挪威等歐洲國(guó)家對(duì)海洋深層水的研發(fā)還是偏重于環(huán)保理念，利用海水的低溫性，進(jìn)行溫差發(fā)電，減少溫室效應(yīng)。
資料圖：杭州灣夜色。新華網(wǎng)發(fā)（于宣 供圖）
中國(guó)要成為一個(gè)強(qiáng)國(guó)，其中包括海洋強(qiáng)國(guó)，即成為在開(kāi)發(fā)海洋、利用海洋、保護(hù)海洋、管控海洋方面擁有強(qiáng)大綜合實(shí)力的國(guó)家。發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)是最重要的中心任務(wù)。深海開(kāi)發(fā)主要是指對(duì)深海能源、資源的開(kāi)發(fā)，以滿(mǎn)足中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的需要。我國(guó)深海開(kāi)發(fā)也涵蓋了海洋深層水的開(kāi)發(fā)。
南海是我國(guó)最大的海域。根據(jù)日本海洋深層水發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)海南島以及中沙、南沙等島均具備汲取海洋深層水的優(yōu)勢(shì)。利用海洋深層水的低溫和清潔的特點(diǎn)，可以提供良好的清潔能源、充足的淡水以及各種高附加值的產(chǎn)品。海洋深層水的開(kāi)發(fā)和利用將成為我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的一顆璀璨明珠。
（作者系北京保護(hù)健康協(xié)會(huì)健康飲用水專(zhuān)業(yè)委員會(huì)會(huì)長(zhǎng)）
作者：趙飛虹
