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| 海洋温差发电：让大海变为稳定的巨型发电站 |
| 加入时间：2015-03-04 来源：本站 作者：liugang |
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全球第一个利用海面与深海温差发电的试验已经在日本展开。倘若能够实用，约占地球面积7成的大海将成为一座巨型发电站。其卖点在于发电功率稳定。海洋或许会成为自然能源的新主角。
久米岛坐落在冲绳本岛以西100公里处。9月，在阳光的炙烤下，记者从机场出发，穿过甘蔗田，驱车15分钟左右，就来到了一望无际的大海边。
将手伸进绿宝石般的大海。感觉温暖而舒适。久米岛的年均海水表面温度为26度。根据太阳照射情况的不同，夏季会升至29度，冬季也能保持在23度。
而深海的温度基本不随季节变化。深海的深层水在2000年的漫长时光中缓慢循环。600米以下水深的平均水温约为8度。因为不受阳光影响，所以全年温度基本恒定。
也就是说，在久米岛，海面的表层水与深海的深层水之间，存在着年均20度左右的温差。而温差保持不变正是高效实现“海洋温差发电”的条件。所以，地处南国的久米岛非常适宜海洋温差发电。
从4月开始，作为冲绳县的委托业务，以商用化为目标的世界首套验证设备在久米岛东部投入了运营。参与实验的3家民营企业分别是得到韩国浦项制铁公司出资的环境风险企业Xenesys公司、横河电机公司及IHI集团下属的IHI设备建设公司。
在冲绳县海洋深层水研究所的一角坐落着高8米的设备，关注着海水温度变化给发电量带来的影响。
为什么温差能够发电？
验证设备首先抽取海面温热的表层水，经管道输送到设备中。管道内流通着低沸点的氯氟烃替代物。在名为蒸发器的设备内，氯氟烃替代物在温热表层水的加温下沸腾形成蒸气，体积膨胀。然后利用此时产生的膨胀力驱动涡轮旋转，实现发电。
蒸气带动涡轮旋转的原理与一般的煤炭火力发电和核电相同。但在通常情况下，发电使用的是沸点为100度的水，如果不通过燃烧等方式升温，水无法变成蒸气。使用低沸点的氯氟烃替代物和氨气是海洋温差发电的一项技术突破。
冰凉的南国深层水
完成发电后，蒸气通过冷凝器重新变为液态。耳朵贴近连通冷凝器的管道，会听到“咚、咚、咚”的低沉声响。里面流通的便是深层水。
手指触碰深层水，凉得令人吃惊。5秒的时间，手指便会冻僵丧失知觉。
使蒸气状态的氯氟烃替代物经冷却返回液态，靠的就是这些冰冷的深层水。利用海面的温水沸腾，完成发电后利用冰冷的深层水返回液态——通过反复这样的步骤，就能够实现连续发电。
在发电时不排放二氧化碳的清洁自然能源为数众多。但举例来说，在使用海浪和风力时，发电的功率容易随自然情况产生剧烈波动。
与之相比，海洋温差发电的特点是功率变化小，设备利用率高。有数据显示，在久米岛的实验中，设备有望不分季节，实现全天24小时稳定运转。
冲绳县产业政策课表示：“夏季的发电效率略高于当初的设想。我们希望逐一克服每一个细小的问题，使发电功率趋于稳定。”
在当地开展发电设备的设计制造与维护检查的Xenesys的代理部长冈村尽则颇有成就感地表示：“得到的性能超出预期。我们逐秒采集数据，从数据来看，运行状况可以说十分稳定”。
其实，在相同海域利用海面与深海的温差发电的设想早已有之。
原理在19世纪末诞生于法国。在1970年代爆发石油危机后，日本和美国等开始着手摸索实用化的可能性。
当时，日美建设了小型的实验设备，但随着石油等能源价格回落，开发遭到了搁置。
然而，在日本国内，佐贺大学还在坚持研发，并向此次验证试验提供了协助。东日本大地震后民众对于自然能源关注度的提升也成为了实现商用化的原动力。
现在，海洋温差发电验证设备的发电功率极小，仅为50千瓦。今后，针对商用化，大型化的相关探讨也将展开。
建成二氧化碳零排放的岛屿
久米岛地方政府项目推进室的兴座友幸掷地有声地说道：“我们希望在开展数据验证之后进入新的步骤。（如果建设大型设备）带来的经济效应最大为1年80亿日元。新增1500个就业岗位，建设二氧化碳零排放的岛屿也将不再只是梦想。”
日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）表示，如果在距海岸30公里以内的近海建设大型海洋温差发电设施，其发电容量将超过现在冲绳电力辖区内的发电设备。
阻碍全面普及的最大课题还是成本
NEDO在《可再生能源技术白皮书》中指出，对于1兆瓦（兆为100万）的海洋温差发电设备，1千瓦时的成本约为40～60日元。远远高于发电成本仅为10日元左右的液化天然气、煤炭火力及核能。
现在的验证试验预定在2年内结束。之后还将研究是否争取国家扶持，建设1兆瓦级别的大型设备。IHI设备建设营业部课长池田雄高说：“要想实现设备的大型化，就必须明确建设对环境产生的影响。”
假设要在久米岛建设1兆瓦级的设备，那就需要增设抽取深层水的管线。因为现在，研究所内的日均抽水量为1万立方米左右，已经接近了极限。
相关设备投资的规模预计将达到100亿日元。作为吸收成本的一个手段，有效利用以发电为目的从深海抽取的深层水是众望所归。
现在，拥有发电设备的冲绳县海洋深层水研究所还在利用低温深层水，养殖日本对虾和海葡萄，并且种植菠菜等蔬菜。久米岛夏季炎热，不适合蔬菜生长。但通过利用深层水进行冷却，即使不使用大功率的空调，也能够实现在夏季种植蔬菜。
兴座友幸充满期待地表示：“深层水相关业务的年销售额高达20亿日元，已经超过了甘蔗生产这一传统主力业务。随着业务的扩大，深层水有望壮大成为久米岛的一大产业。”
因为岛上没有大学，年轻人的外流势不可挡。久米岛的人口正在以每年约100人的速度减少。但深层水相关业务的启动创造出了170个新的就业岗位。
随着海洋温差发电设备规模的扩大，深层水相关业务也有望实现更大的发展。开展复合业务的必要性估计也将与日俱增。
日本启动海洋温差发电是为了在世界上率先投入商用。为此次验证试验构筑发电监视控制系统的横河电机环境能源部部长高桥义男意气风发地表示：“放眼全球，海洋温差发电的潜力足以匹敌风力。日本培育的最尖端技术也有望进行出口。”
因为稳定发电需要海面与深层水的温差基本保持恒定，在日本国内，恐怕只有冲绳群岛和小笠原群岛可以采用这种发电方式。但放眼世界，估计约有100个国家可以采用这种技术。
美国夏威夷、多米尼加共和国、牙买加……以此次验证试验为契机，前来只有8000余人口的久米岛考察的海外人士络绎不绝。
“日本在验证试验上领先全球”。然而，现实绝不可大意。“资金雄厚的中国、美国和法国等的企业也在奋起追击”。
如何才能让目前只有50千瓦的验证设备尽快扩大到1兆瓦，达到商用化水平，也就是10兆瓦级别？让占地球面积7成的海洋变身为巨型发电站的竞争今后将愈发白热化。
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