2013年10月30日08:51
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全球第一個(gè)利用海面與深海溫差發(fā)電的試驗(yàn)已經(jīng)在日本展開(kāi)。倘若能夠?qū)嵱茫s占地球面積7成的大海將成為一座巨型發(fā)電站。其賣(mài)點(diǎn)在于發(fā)電功率穩(wěn)定。海洋或許會(huì)成為自然能源的新主角。
久米島坐落在沖繩本島以西100公里處。9月，在陽(yáng)光的炙烤下，記者從機(jī)場(chǎng)出發(fā)，穿過(guò)甘蔗田，驅(qū)車(chē)15分鐘左右，就來(lái)到了一望無(wú)際的大海邊。
將手伸進(jìn)綠寶石般的大海。感覺(jué)溫暖而舒適。久米島的年均海水表面溫度為26度。根據(jù)太陽(yáng)照射情況的不同，夏季會(huì)升至29度，冬季也能保持在23度。
而深海的溫度基本不隨季節(jié)變化。深海的深層水在2000年的漫長(zhǎng)時(shí)光中緩慢循環(huán)。600米以下水深的平均水溫約為8度。因?yàn)椴皇荜?yáng)光影響，所以全年溫度基本恒定。
也就是說(shuō)，在久米島，海面的表層水與深海的深層水之間，存在著年均20度左右的溫差。而溫差保持不變正是高效實(shí)現(xiàn)“海洋溫差發(fā)電”的條件。所以，地處南國(guó)的久米島非常適宜海洋溫差發(fā)電。
從4月開(kāi)始，作為沖繩縣的委托業(yè)務(wù)，以商用化為目標(biāo)的世界首套驗(yàn)證設(shè)備在久米島東部投入了運(yùn)營(yíng)。參與實(shí)驗(yàn)的3家民營(yíng)企業(yè)分別是得到韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵公司出資的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)Xenesys公司、橫河電機(jī)公司及IHI集團(tuán)下屬的IHI設(shè)備建設(shè)公司。
在沖繩縣海洋深層水研究所的一角坐落著高8米的設(shè)備，關(guān)注著海水溫度變化給發(fā)電量帶來(lái)的影響。
為什么溫差能夠發(fā)電？
驗(yàn)證設(shè)備首先抽取海面溫?zé)岬谋韺铀?jīng)管道輸送到設(shè)備中。管道內(nèi)流通著低沸點(diǎn)的氯氟烴替代物。在名為蒸發(fā)器的設(shè)備內(nèi)，氯氟烴替代物在溫?zé)岜韺铀募訙叵路序v形成蒸氣，體積膨脹。然后利用此時(shí)產(chǎn)生的膨脹力驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。
蒸氣帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)的原理與一般的煤炭火力發(fā)電和核電相同。但在通常情況下，發(fā)電使用的是沸點(diǎn)為100度的水，如果不通過(guò)燃燒等方式升溫，水無(wú)法變成蒸氣。使用低沸點(diǎn)的氯氟烴替代物和氨氣是海洋溫差發(fā)電的一項(xiàng)技術(shù)突破。
冰涼的南國(guó)深層水
完成發(fā)電后，蒸氣通過(guò)冷凝器重新變?yōu)橐簯B(tài)。耳朵貼近連通冷凝器的管道，會(huì)聽(tīng)到“咚、咚、咚”的低沉聲響。里面流通的便是深層水。
手指觸碰深層水，涼得令人吃驚。5秒的時(shí)間，手指便會(huì)凍僵喪失知覺(jué)。
使蒸氣狀態(tài)的氯氟烴替代物經(jīng)冷卻返回液態(tài)，靠的就是這些冰冷的深層水。利用海面的溫水沸騰，完成發(fā)電后利用冰冷的深層水返回液態(tài)——通過(guò)反復(fù)這樣的步驟，就能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)發(fā)電。
在發(fā)電時(shí)不排放二氧化碳的清潔自然能源為數(shù)眾多。但舉例來(lái)說(shuō)，在使用海浪和風(fēng)力時(shí)，發(fā)電的功率容易隨自然情況產(chǎn)生劇烈波動(dòng)。
與之相比，海洋溫差發(fā)電的特點(diǎn)是功率變化小，設(shè)備利用率高。有數(shù)據(jù)顯示，在久米島的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)備有望不分季節(jié)，實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
沖繩縣產(chǎn)業(yè)政策課表示：“夏季的發(fā)電效率略高于當(dāng)初的設(shè)想。我們希望逐一克服每一個(gè)細(xì)小的問(wèn)題，使發(fā)電功率趨于穩(wěn)定。”
在當(dāng)?shù)亻_(kāi)展發(fā)電設(shè)備的設(shè)計(jì)制造與維護(hù)檢查的Xenesys的代理部長(zhǎng)岡村盡則頗有成就感地表示：“得到的性能超出預(yù)期。我們逐秒采集數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)來(lái)看，運(yùn)行狀況可以說(shuō)十分穩(wěn)定”。
其實(shí)，在相同海域利用海面與深海的溫差發(fā)電的設(shè)想早已有之。
原理在19世紀(jì)末誕生于法國(guó)。在1970年代爆發(fā)石油危機(jī)后，日本和美國(guó)等開(kāi)始著手摸索實(shí)用化的可能性。
當(dāng)時(shí)，日美建設(shè)了小型的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，但隨著石油等能源價(jià)格回落，開(kāi)發(fā)遭到了擱置。
然而，在日本國(guó)內(nèi)，佐賀大學(xué)還在堅(jiān)持研發(fā)，并向此次驗(yàn)證試驗(yàn)提供了協(xié)助。東日本大地震后民眾對(duì)于自然能源關(guān)注度的提升也成為了實(shí)現(xiàn)商用化的原動(dòng)力。
現(xiàn)在，海洋溫差發(fā)電驗(yàn)證設(shè)備的發(fā)電功率極小，僅為50千瓦。今后，針對(duì)商用化，大型化的相關(guān)探討也將展開(kāi)。
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