海水發電

　　碩大無比的天然熱庫

　　遼闊的海洋既是一個碩大無比的“儲熱庫”，它大量地吸收著太陽能；同時它又是一臺極其巨大的“調溫機”，隨時都在調節著海洋的表面和深層的水溫。

　　海水的溫度，隨著深度的增加而降低。這是因為太陽光無法透射到400米以下的深海。表層海水與500米深處海水的溫度，相差可達20℃以上。人們通常把深度每增加100米海水溫度之差稱為海水的“溫度遞減率”。通常是在100～200米的深度范圍內海水的溫度遞減率最大；深度超過200米以上，其溫度遞減率顯著減��；深度達到1000米以上時，其溫度遞減率已經變得相當的微小了。

　　海洋中上下層水溫的差異蘊藏著一定的能量，專家們稱之為“海水溫差能”，也叫做“海洋熱能”。而這種海水溫差能可以用來進行發電，人們把這種發電方式叫做“海水溫差發電”。

　　早在本世紀20年代，科學家們就開始著手研究試驗海水溫差發電的方法。1926年，法國物理學家G·克勞德進行了海水溫差發電的小型試驗。他在燒瓶A里加入28℃的溫水(這相當于海水表層的水溫)；連接在另一端燒瓶B里放入冰塊，并保持0℃水溫(以代表海洋深層的水溫)。用真空泵將A燒瓶內的空氣抽出(抽到壓力低到每平方厘米0.038)。由于液體的沸點是隨著加在液面上壓力的減小而降低的，所以在此低壓下，足以使得燒瓶中28℃的水沸騰起來。要是能夠使燒瓶內的真空度進一步提高，也就是使燒瓶內的壓力變得更低，那么燒瓶內的溫水就會提前沸騰而迅速蒸發。這樣，相對于燒瓶B內0℃的冰塊，就產生了以水蒸汽壓差為主的壓力差。于是，A燒瓶內蒸發的水蒸汽通過一個噴嘴噴出，推動渦輪發電機組進行發電。

　　克勞德試驗成功以后，于1929年在古巴建造了一套專門進行海水溫差發電的實驗裝置。他用一根直徑2米的銅管，在距離海岸2000米處，從650米的深海中汲取冷海水。當溫海水的溫度為27.5℃而冷海水的溫度為13℃時，其發電功率為22千瓦。然而，他用水泵抽取冷海水時所消耗的功率卻達80千瓦。這豈不是“得不償失”嗎?實際上不然，克勞德的這套實驗裝置的發電潛力并沒有得到充分發揮，按計算其發電功率可達220千瓦。但不管怎樣，克勞德的實驗表明：利用海水的溫差來進行發電，在技術上是可行的。

　　現在的新型海水溫差發電裝置，是首先把海水引入太陽能加溫池，將海水加溫到45～60℃(有的可高達90℃)，然后再將溫海水引進保持真空的某一空間，讓它蒸發，借助于水蒸汽來推動汽輪發電機組進行發電。

　　不過通常的做法是，采用氨作為工作物質，用氨來吸收海水表層的熱量而蒸發成氨蒸氣，以推動汽輪發電機組進行發電。做完功以后的氨被送進冷凝器(由深層的冷海水進行冷凝)，再通過泵將液態氨重新泵入蒸發器，同時利用表層海水使氨再次蒸發，繼續發電。

　　利用海水的溫差來進行發電，還可以得到一種副產品——淡水，所以說海水溫差發電還兼有海水淡化的功能。一座發電能力為10萬千瓦的海水溫差發電站，每天可分餾出378立方米的淡水，以解決工業用水及飲用之需，另一方面，由于電站抽取的深層冷海水中富含營養鹽類，所以在海水溫差發電站的周圍，正是浮游生物及魚類棲息的理想場所，這將有利于提高魚類的近海捕撈量。

　　利用海水溫差進行發電，通常要選擇海水溫差在20℃以上的海域。古巴、巴西、安哥拉、印度尼西亞以及我國南部沿海等低緯度海域，是進行海水溫差發電的理想場所。據專家們估計，僅北緯20°至南緯20°之間的海域，海水溫差的發電能量就足以達到26億千瓦。全世界海洋蘊藏的海水溫差能量大約能發電600億千瓦。在我國的海域內，可供利用的海水溫差能量大約能發電1.2億千瓦。