8月28日，由國家海洋局第一海洋研究所劉偉民研究員承擔(dān)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”項目成功通過驗收，這標(biāo)志著我國成為世界上繼美國、日本之后，又一成功實現(xiàn)海洋溫差能發(fā)電的國家。
據(jù)了解，這一令人振奮的項目僅用了4年時間，就走過了國外30年的研發(fā)歷程，并且在熱力循環(huán)方式、主要發(fā)電設(shè)備等方面都進(jìn)行了創(chuàng)新，堪稱我國海洋溫差能發(fā)電的里程碑。
海洋溫差能極具利用價值
在大海中，真正有力量的，并非是那些看起來氣勢磅礴的波濤，而是深深蘊藏在海水中、來自于太陽的熱能。
根據(jù)我國20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，因此，被稱為“藍(lán)色能源”的海洋溫差能被國際社會普遍認(rèn)為是極具開發(fā)、利用價值的海洋清潔能源。特別是在石油、天然氣等不可再生資源日漸枯竭的嚴(yán)峻形勢下，海洋溫差能的開發(fā)與利用將是緩解人類資源危機(jī)的有效途徑之一。
“相較于潮汐能與波浪能，海洋溫差能發(fā)電最大的優(yōu)勢在于它的穩(wěn)定性?！眲ッ窠榻B說，“由于海洋上下層溫差較穩(wěn)定，沒有周期性波動，因此發(fā)電負(fù)荷穩(wěn)定同時溫差發(fā)電系統(tǒng)可以放置在岸上，因此抗臺風(fēng)能力較強(qiáng)，維修方便?！?
我國海洋溫差能發(fā)電研究始于20世紀(jì)80年代，但在應(yīng)用方面一直未取得突破性進(jìn)展。2008年4月，我國啟動了“15千瓦溫差能發(fā)電裝置研究及試驗”項目由國家海洋局科技司組織實施，國家海洋技術(shù)中心負(fù)責(zé)牽頭管理，國家海洋局第一海洋研究所為主要承擔(dān)單位。
攻破科研難關(guān)終見曙光
其實，海洋溫差能發(fā)電的原理并不難理解，就是以低沸點的液氨作為介質(zhì)，通過海面附近的溫海水使液氨變成氨氣，以氨氣推動發(fā)電設(shè)備，再使用冷海水將氨氣冷凝為液氨，如此循環(huán)反復(fù)，系統(tǒng)就會實現(xiàn)不間斷的發(fā)電。
原理雖然簡單，但實現(xiàn)起來卻非常難，用劉偉民的話來說就是“困難不是一般的多”。研究剛進(jìn)入試驗階段就遇到了一個不大不小的難題——找不到合適的試驗場地。
“海洋溫差能發(fā)電一般要求海水溫度差在20℃以上，因此凡是南北緯度在20度的熱帶海洋都適合溫差發(fā)電，比如我國西沙群島海域。顯然，青島附近的海域并不符合這一條件。”劉偉民說，“后來，在某電廠附近建立實驗室，使用電廠用完的冷卻水模擬熱海水，才解決了這一難題?！?
在隨后的研究過程中，劉偉民與他的，科研團(tuán)隊還陸續(xù)遇到了缺少合適氨透平、水泵過載、設(shè)備密封等諸多問題，但都在課題組的努力下圓滿地解決了。
據(jù)了解，此項目創(chuàng)新之處有六點：一是成功建立了我國首個實用溫差能發(fā)電， 裝置，作為千瓦級試驗用溫差發(fā)電裝置，填補(bǔ)了我國在此領(lǐng)域內(nèi)的空白；二是根據(jù)實際情況的需要，研制出了海水溫差下的海水淡化裝置；三是研制了運行平穩(wěn)、噪音低、效率高的新型氨透平；四是成功研制了多能互補(bǔ)溫差能電站；五是從理論上建立了新的高效熱力循環(huán)方式；六是積極開拓了國際合作，與美國洛克希德·馬丁公司等外國企業(yè)成功建立了聯(lián)系，并收到開展合作的要求。
溫差能發(fā)電應(yīng)用前景廣闊
作為海洋大國，我國的島嶼資源十分豐富，500平方米以上的島嶼就有6961個。其中，大多數(shù)島嶼的能源供應(yīng)依靠大陸運送，且電力聯(lián)網(wǎng)困難。此外，我國東南沿海地區(qū)是能源高消耗地區(qū)，同時又是能源儲備相對不足地區(qū)。若能因地制宜的開發(fā)海洋溫差能等可再生能源，對發(fā)展沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)必將產(chǎn)生積極的影響。
劉偉民與他的科研團(tuán)隊研制出來的這套裝置不僅可用于部分島嶼的獨立發(fā)電，還可應(yīng)用到海上石油平臺上，用開采石油產(chǎn)生的熱水與海水自身的溫差發(fā)電，實現(xiàn)石油平臺用電的自給自足。除發(fā)電外，海洋溫差發(fā)電還可產(chǎn)生出海水淡化、冷海水替代空調(diào)冷源、水產(chǎn)品及作物養(yǎng)殖等附屬產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景十分廣闊。
“‘15千瓦溫差能發(fā)電裝置研究及試驗’課題核心技術(shù)的開發(fā)和掌握，不僅可以使新能源開發(fā)速度大大加快，促進(jìn)能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步，還可以進(jìn)一步提高我國新能源產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，縮小與發(fā)達(dá)國家之間的差距，并進(jìn)一步帶動我國海洋能應(yīng)用這一新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，解決能源對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約問題。”劉偉民說。
