[科普中国]-海水温差发电法

海水温差发电法（英语：Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC）是一种可再生能源，主要是利用表层海水与深层海水的温度不同来进行发电。

原理海洋温差发电是利用热交换的原理来发电。首先需要抽取温度较高的海洋表层水，将热交换器里面沸点很低的工作流体（working fluid，如氨、氟利昂等）蒸发气化，然后推动涡轮发电机而发出电力；再把它导入另外一个热交换器，利用深层海水的冷度，将它冷凝而回归液态，这样就完成了一个循环。周而复始的工作。

在热交换技术平台，目前有封闭式循环系统、开放式循环系统、混合式循环系统等，其中以封闭式循环系统技术较成熟。而在地点的设置上，则有岸基式、离岸式差别。1

封闭式循环系统随着海水深度的变化，表层海水受到阳光照射，吸收能量而温度较高；而在海平面200米以下，阳光几乎无法到达，因此温度较低。海水深度越深，其温度也就越低。海水温差发电时，需抽取表层温度较高的海水，使热交换机内的低沸点液体〈例如氨〉沸腾为蒸气，然后推动发电机发电，再将其导入另一热交换机，使用深层海水将其冷却，如此完成一个循环。

开放式循环系统将表层海水引入真空状态的蒸发槽中，因低压下水的沸点极低而沸腾为水蒸气，再引至凝结槽，以深层海水使之凝结为水。此过程中会在蒸发槽与凝结槽之间因压力差因而形成蒸汽流，在其间加上涡轮机即可发电。另外，使用开放式循环系统发电会在凝结槽中形成淡水，可供使用。排出的淡水，这是它的有利之处。

混合式循环系统开始时类似开放式循环，将温暖的海面水引进真空容器使其闪蒸成蒸气，蒸气再进入氨的蒸发器（vaporizer），使工作流体（氨）气化来转动涡轮机发电，如同封闭式循环一般，因此混合式循环兼具开放式循环与封闭式循环两者的特性。

岸基式温差发电厂建置深海水管，将深层海水取至岸边发电厂，此过程容易使冷水管之温度上升，从而使发电效率更低，另外深海抽水管的建置难度较高。

离岸式温差发电厂发电厂建置在海上作业平台上，将深层海水抽取至作业平台，温水与冷水的交换在海上作业平台上完成发电，再由电缆供电至岸边。离岸式海上作业平台类似钻油平台，因此水下作业需要锚固深海海底及锚定电缆。其优点是发电效率相对较高，可降低发电成本。

深层海水取得之耗损电力取得深层低温海水并不需要计算从深海抽取的电力，而是利用连通管原理让深层海水自动补充到海面高度，因此海洋温差发电厂只是将水排出电厂，而非从深海抽取，因此在计算取水的能量损耗，是计算海水与排水管的摩擦力损耗。

优点不消耗任何燃料

无废料

不会制造空气污染、水污染、噪音污染

整个发电过程几乎不排放任何温室气体，例如二氧化碳

全年且一天中所有时间段皆可发电，十分稳定

副产品是淡水，可供使用

缺点资金庞大

发电成本高

深海冷水管路施工风险高

影响周遭海域生物的生存权

条件通常海水表面温度约在摄氏20余度，为了有足够的温差进行发电，通常冷水管〈也就是引深层海水的那条管子〉深度要达到海平面下1,000米深。在北回归线地区表面海水温度约23至28度，1,000米深处温度仅约4度。例如台湾东部海底地形陡峭，离海岸不远处海水深度即达1,000米（某些地点在离海岸3到4公里处即达1,000米），因此适合此发电法。

技术问题岸基式海水温差发电法中最为关键的技术就是冷水管，首先，它必须深入海平面下约1,000米的深处，第二，它的管径必须够大，才能引入较多海水确保发电效率。 离岸式海水温差发电法，则较无深海抽水问题，但需要锚定海上作业平台与海底电缆。

参见可再生能源主题

热机

海水温差发电法（英文）

海洋能

潮汐能

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学