海洋热能转换技术：描绘能源新蓝图

在倡导发展可持续能源的今天，人们越来越重视海洋的作用，以便探索更多新能源，在浩瀚的海洋中寻得持续前进的动力。海洋资源包括海水、海洋生物、海洋能源以及海底矿物资源等等，这些资源的开发利用具有非常大的潜力，海洋能源是其中非常引人注目的部分。

海洋，不仅蕴藏着丰富的矿产资源，还有巨量的能源资源：潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等都是可再生能源，开发潜力大、低碳环保。

什么是海洋热能？

海洋所接受的太阳能，除了一小部分直接反射到空气中以外，大部分会被海水吸收。海水吸收了太阳能，水分子运动速度加快，水温升高。这样，太阳光的辐射能就被转化为海水水分子热运动的动能贮存起来。海水贮存的太阳能，就是人们常说的海洋热能。

海洋热能是如何产生的？

经过长期观测计算，科学家发现到达水面的太阳辐射能大约有60％透射到1米的水深处，有18％可以到达海面以下10米深处，少量的太阳辐射能甚至可以透射到水下100米的深处。在低纬度海域，海水温度随水深而变化，一般深海区大致可以分为三层：第一层是从海面到深度约60米左右的地方，称为表层，该层海水一方面吸收着太阳的辐射能，一方面受到风浪的影响使海水互相混合，海水温度变化较小，约在25～27℃；第二层水深60～300米，海水温度随着深度加深急剧递减，温度变化较大，称为主要温跃层；第三层深度在300米以下，海水因为受到从极地流来的冷水的影响，温度降低到4℃左右。表层海水和深层海水之间存在着20℃以上的温差，是巨大的能量来源。

海洋热能有哪些优势？

温差能具有可再生、清洁、能量输出波动小等优点，据预测，全球海洋温差能储量的理论值为3×1016千瓦/年—9×1016千瓦/年。目前海洋温差能利用技术已趋于成熟，正从小型试验研究，向大型商用化方向发展。

海洋热能的技术特点是什么？

海洋温差发电的核心技术是换热器、高效率发电循环、系统控制及成套设备系统。转化方式包括开式循环和闭式循环：开式循环系统包括真空泵、温水泵、冷水泵、闪蒸器、冷凝器、透平—发电机组等，闭式循环系统则不用海水而采用低沸点的物质（如氨、丙烷等）作为工作介质，在闭合回路内反复进行蒸发、膨胀、冷凝。

海洋温差能有那些应用？

我国海洋温差能在低纬度海域具有广泛的应用前景。特别是在我国南海的岛屿、海上石油平台上,通过海洋温差能发电,完全能够解决能源供应问题,增强海洋开发能力。除发电外,深层冷海水还可同时进行空调制冷、水产品及作物养殖、海水淡化等附属开发,有效调节运行成本。

中国科协科普部

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