海洋温差发电的研究现状与展望
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文 献标 识码 ： Ａ 中图分类号 ： Ｋ０ Ｔ １
能源是人类生存及经济发展所不可缺少的 ， 自从能源危机发生以来 ， 举世瞩 目于能源问题 。地球表 面积的 ７ ％是海洋 ， ０ 而海洋是巨大的能源库。太 阳注入地球表面的能量换算为 电功率约为 １ １ Ｗ， ３ ０ ｋ 其 中约 ２３用于加热海面表层海水 ， ／ 其与深水的温差超过 ２ ０℃ 以上¨２。理论上 ， ’ Ｊ 热水温差在 １． ６ ６℃
海 洋 温 差 发 电的研 究现 状 与展 望
封 光 ， 钟 爽２
（． １华能 沁北 电厂运 行部 ， 河南 济源 ４ ４ ６ ；． ５ ６ ２ ２ 河南柴油机重工有 限责任公司 ， 河南 洛阳 ４ １０ ） ７ ０ ３
摘 要： 海洋是一个 巨大的能源库 ， 世界各 国都致 力于海洋 能的 开发 与利用 ， 中海 洋能的热 电转 其 换备受关注 。在 阐述海 洋温差发 电（ Ｔ Ｃ 的优势及 国内外 发展现 状的基础 上 ， 点对 动力循 环方式 、 ＯＥ ） 重
海洋能资源。海洋温差能是清洁 的可持续能源 ， 除发电外还可同时进行空调制冷 、 水产 品及作物养殖、 海洋化工、 海水淡化、 海洋采矿等附属开发 ＿ ， ６ 这将大大提高海洋能综合利用 的经济效益。利用海洋温 Ｊ
差能不消耗燃料 ， 不排放污染物 ， 而且储藏丰富， 取之不竭 ， 同时还可得到许多副产品， 如淡水等。因此 ，
海洋温差能的开发利用将对缓解当前能源短缺 、 淡水资源 日渐匾乏、 生态环境恶化的现状起着十分积极 的作用 。
２ 海 洋温 差 发 电发展 历 程
温差发电的构想早在 １８ ８０年法国人达松发 （８ １ １４ ） 已提 出 ， １５ ～ ９ ０ 就 到了 １２ ９９年他 的学生克劳
收稿 日期 ： １ ０ ２ １—０ ２—０ ６
工质特性对循环 的影 响进行分析 。由于低 品位 能的热 电转换 效率较低 ， 提高循环净效 率迫在 眉睫 ， 因此
论述 了提高海洋温差 发电动力循环净效率 的措施 ， 并对海洋温差发 电技术 的发展前景 进行 了展望。
关 键 词： 海洋温差发 电 ； 发展现状 ； 工质特性 ； 循环净 效率
用开放式循环（ ｐｎｃｃ ） 值得一提的是 ， ｏｅ ｙｌ （ ｅ 该循环 的一个 主要优点是可 以从中得到淡水 Leabharlann Baidu 。克劳德的
海洋温差发电厂最终以失败告终 ， 但却从实验上证明了海洋温差发 电的可行性 。为了避免 出现克劳德 建造的海洋温差发电站遇到的问题 ，９５年美国安德逊父子提出一种以丙烷为工质的发电方法 。 １６ Ｊ １７ ９９年美 国最早开发了海洋温差发电（ ｃａ ｅ ａ ｅｅ ｙ ｏｖｒ ｏ 简称 Ｏ Ｅ ） Ｏ ｅｎｔ ｒ ｌ ｎｒ ｎｅ ｉ ｈｍ ｇｃ ｓｎ Ｔ Ｃ 系统 ， 当时容量 只有 ５ ｋ ０ Ｗ。１８ 年计划开发 ４ Ｍ 的大型设备 ， ９１ ０Ｗ 并将其 １ Ｗ 中间机组投入试验。美国５ ｋ Ｍ Ｎ — Ｍ ０ Ｗ ＩＩ ＯＥ Ｔ Ｃ号海水温差发 电船 ， 由驳船改装 ， 该发电机发出 ５ ｋ 的电力 ， ０Ｗ 大部分用于水泵抽水 ， 净出力为 ｌ ２ １ Ｗ ｏ 这是海洋热能利用历史性 的发展¨ 。由于 Ｏ Ｅ ５ｋ Ｄ］ ¨ Ｔ Ｃ系统温差较小， 朗肯循环净效率仅 ３ ％
作者简介 ： 封
光（９２ ， ， １８ 一）男 河南省济 源市华能沁北 电厂运行部助理电力工程师 ， 主要研究 方向 ： 新能源技术 ．
第 ２期
封
光等 ： 洋温差发 电的研 究现状与展望 海
７ ３
德（ ． ｌ ｄ） Ｇ Ｃａ ｅ 在古巴海岸建了一座 ２ 千瓦的海水 温差发 电试验工厂 。克劳德试验工厂 的动力系统 ｕ ２ 】
１ 海 洋温 差 能 发 展 优 势
海洋温差能储量最大 ， 国际社会公认 的最具开发潜力的能源之一。根据美 国 Ｓｒ ｐ 海洋研究所 是 ｃｐ ｓ ｉ
艾萨克博士（． ． ａｃ） ＪＤ Ｉ ａｓ 的估计 ， ｓ 世界上可供开发的海洋温差能为 ４００ｘ ０ 万千瓦， ， １ ０ 且海洋温差能的 能源密度最高 ， 是海流能的 ３０ 倍 ， ５０ 即使利用海流与波浪发电的效率高于温差 ２ 倍 ， Ｏ 温差发 电仍然 占 极大的优势。海洋是世界上最大 的太 阳能采集器 ， 它吸收的太 阳能达到 ３ ７万亿千瓦， 目前人类电力 是 消耗总功率的大约 ４０ ００倍 ， Ｊ仅可开发利用部分也已远远超出全球总能耗。全世界海洋温差能的理论 估计储量为 １０ ０ 亿千瓦 ’ ， ５ 所以海洋温差能转换被 国际社会普遍认为是最具开发利用价值和潜力的 】
第 ３ 卷第 ２ ｌ 期
２１ ０ １年 ４月
东
北
电
力
大
学
学
报
Ｖｏ ． １． ． １ ３ Ｎｏ ２ Ａｐ ．， ０ １ ｒ ２ １
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ ｔｅ ｓ Ｄ ａ ｉ ｎｖｒｉ ｏ ｒ ａ Ｎ ｒｈ ａｔ ｉｎ ｉｅｓｙ Ｏｆ ｉ Ｕ ｔ
文章编号 ：０ ５— ９ ２ ２ １ ）２— ０ ２—０ １０ ２ ９ （０ １ ０ ０ ７ ６
即可用于发电 ， 实际应用 中一般都在 ２ ℃以上 ， ０ 南北纬度在 ２ ０度以内的热带海洋都适 合温差发电。据
计算 ， 南纬 ２ 度到北纬 ２ 度之间的海洋洋面 ， ０ Ｏ 要将其 中一半用来发电， 水水温仅平均下降 １Ｃ， 能获得 ｏ ６０ ｋ 的电能 ， 当于 目前全世界所产生的全部 电能。 ０亿 Ｗ 相
—
。
一
５％ ［
。
日本通产省工业技术院“ 阳光计划 ” ， 中 由低温差发 电委员会对发 电功率 ｌ ０万千瓦级 的海上浮体
式发电站作 了计划 ， 该发电站朗肯循环效率为 ３４ ％ ， ．４ 净效率为 ２０ ％ ．４ 。秘鲁海水温差发 电站是 日 本“ 阳光计划” 的一部分 ， 它采用 的工质不是氨 ， 而是氟利昂 Ｈ Ｆ ２ 。２ 世纪 ８ 年代以来 ， 本开发了 Ｃ Ｃ２ ０ ０ 日 ５ ７ Ｗ、 ０ｋ 等容量不 同的发 电设备 ，９ ６年还验证 了采用 Ｎ 水 的混合 工质循环试验设 ０ Ｗ、５ ｋ ｋ １ ０ Ｗ １９ Ｈ／
能源是人类生存及经济发展所不可缺少的 ， 自从能源危机发生以来 ， 举世瞩 目于能源问题 。地球表 面积的 ７ ％是海洋 ， ０ 而海洋是巨大的能源库。太 阳注入地球表面的能量换算为 电功率约为 １ １ Ｗ， ３ ０ ｋ 其 中约 ２３用于加热海面表层海水 ， ／ 其与深水的温差超过 ２ ０℃ 以上¨２。理论上 ， ’ Ｊ 热水温差在 １． ６ ６℃
海 洋 温 差 发 电的研 究现 状 与展 望
封 光 ， 钟 爽２
（． １华能 沁北 电厂运 行部 ， 河南 济源 ４ ４ ６ ；． ５ ６ ２ ２ 河南柴油机重工有 限责任公司 ， 河南 洛阳 ４ １０ ） ７ ０ ３
摘 要： 海洋是一个 巨大的能源库 ， 世界各 国都致 力于海洋 能的 开发 与利用 ， 中海 洋能的热 电转 其 换备受关注 。在 阐述海 洋温差发 电（ Ｔ Ｃ 的优势及 国内外 发展现 状的基础 上 ， 点对 动力循 环方式 、 ＯＥ ） 重
海洋能资源。海洋温差能是清洁 的可持续能源 ， 除发电外还可同时进行空调制冷 、 水产 品及作物养殖、 海洋化工、 海水淡化、 海洋采矿等附属开发 ＿ ， ６ 这将大大提高海洋能综合利用 的经济效益。利用海洋温 Ｊ
差能不消耗燃料 ， 不排放污染物 ， 而且储藏丰富， 取之不竭 ， 同时还可得到许多副产品， 如淡水等。因此 ，
海洋温差能的开发利用将对缓解当前能源短缺 、 淡水资源 日渐匾乏、 生态环境恶化的现状起着十分积极 的作用 。
２ 海 洋温 差 发 电发展 历 程
温差发电的构想早在 １８ ８０年法国人达松发 （８ １ １４ ） 已提 出 ， １５ ～ ９ ０ 就 到了 １２ ９９年他 的学生克劳
收稿 日期 ： １ ０ ２ １—０ ２—０ ６
工质特性对循环 的影 响进行分析 。由于低 品位 能的热 电转换 效率较低 ， 提高循环净效 率迫在 眉睫 ， 因此
论述 了提高海洋温差 发电动力循环净效率 的措施 ， 并对海洋温差发 电技术 的发展前景 进行 了展望。
关 键 词： 海洋温差发 电 ； 发展现状 ； 工质特性 ； 循环净 效率
用开放式循环（ ｐｎｃｃ ） 值得一提的是 ， ｏｅ ｙｌ （ ｅ 该循环 的一个 主要优点是可 以从中得到淡水 Leabharlann Baidu 。克劳德的
海洋温差发电厂最终以失败告终 ， 但却从实验上证明了海洋温差发 电的可行性 。为了避免 出现克劳德 建造的海洋温差发电站遇到的问题 ，９５年美国安德逊父子提出一种以丙烷为工质的发电方法 。 １６ Ｊ １７ ９９年美 国最早开发了海洋温差发电（ ｃａ ｅ ａ ｅｅ ｙ ｏｖｒ ｏ 简称 Ｏ Ｅ ） Ｏ ｅｎｔ ｒ ｌ ｎｒ ｎｅ ｉ ｈｍ ｇｃ ｓｎ Ｔ Ｃ 系统 ， 当时容量 只有 ５ ｋ ０ Ｗ。１８ 年计划开发 ４ Ｍ 的大型设备 ， ９１ ０Ｗ 并将其 １ Ｗ 中间机组投入试验。美国５ ｋ Ｍ Ｎ — Ｍ ０ Ｗ ＩＩ ＯＥ Ｔ Ｃ号海水温差发 电船 ， 由驳船改装 ， 该发电机发出 ５ ｋ 的电力 ， ０Ｗ 大部分用于水泵抽水 ， 净出力为 ｌ ２ １ Ｗ ｏ 这是海洋热能利用历史性 的发展¨ 。由于 Ｏ Ｅ ５ｋ Ｄ］ ¨ Ｔ Ｃ系统温差较小， 朗肯循环净效率仅 ３ ％
作者简介 ： 封
光（９２ ， ， １８ 一）男 河南省济 源市华能沁北 电厂运行部助理电力工程师 ， 主要研究 方向 ： 新能源技术 ．
第 ２期
封
光等 ： 洋温差发 电的研 究现状与展望 海
７ ３
德（ ． ｌ ｄ） Ｇ Ｃａ ｅ 在古巴海岸建了一座 ２ 千瓦的海水 温差发 电试验工厂 。克劳德试验工厂 的动力系统 ｕ ２ 】
１ 海 洋温 差 能 发 展 优 势
海洋温差能储量最大 ， 国际社会公认 的最具开发潜力的能源之一。根据美 国 Ｓｒ ｐ 海洋研究所 是 ｃｐ ｓ ｉ
艾萨克博士（． ． ａｃ） ＪＤ Ｉ ａｓ 的估计 ， ｓ 世界上可供开发的海洋温差能为 ４００ｘ ０ 万千瓦， ， １ ０ 且海洋温差能的 能源密度最高 ， 是海流能的 ３０ 倍 ， ５０ 即使利用海流与波浪发电的效率高于温差 ２ 倍 ， Ｏ 温差发 电仍然 占 极大的优势。海洋是世界上最大 的太 阳能采集器 ， 它吸收的太 阳能达到 ３ ７万亿千瓦， 目前人类电力 是 消耗总功率的大约 ４０ ００倍 ， Ｊ仅可开发利用部分也已远远超出全球总能耗。全世界海洋温差能的理论 估计储量为 １０ ０ 亿千瓦 ’ ， ５ 所以海洋温差能转换被 国际社会普遍认为是最具开发利用价值和潜力的 】
第 ３ 卷第 ２ ｌ 期
２１ ０ １年 ４月
东
北
电
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大
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Ｖｏ ． １． ． １ ３ Ｎｏ ２ Ａｐ ．， ０ １ ｒ ２ １
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ ｔｅ ｓ Ｄ ａ ｉ ｎｖｒｉ ｏ ｒ ａ Ｎ ｒｈ ａｔ ｉｎ ｉｅｓｙ Ｏｆ ｉ Ｕ ｔ
文章编号 ：０ ５— ９ ２ ２ １ ）２— ０ ２—０ １０ ２ ９ （０ １ ０ ０ ７ ６
即可用于发电 ， 实际应用 中一般都在 ２ ℃以上 ， ０ 南北纬度在 ２ ０度以内的热带海洋都适 合温差发电。据
计算 ， 南纬 ２ 度到北纬 ２ 度之间的海洋洋面 ， ０ Ｏ 要将其 中一半用来发电， 水水温仅平均下降 １Ｃ， 能获得 ｏ ６０ ｋ 的电能 ， 当于 目前全世界所产生的全部 电能。 ０亿 Ｗ 相
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一
５％ ［
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日本通产省工业技术院“ 阳光计划 ” ， 中 由低温差发 电委员会对发 电功率 ｌ ０万千瓦级 的海上浮体
式发电站作 了计划 ， 该发电站朗肯循环效率为 ３４ ％ ， ．４ 净效率为 ２０ ％ ．４ 。秘鲁海水温差发 电站是 日 本“ 阳光计划” 的一部分 ， 它采用 的工质不是氨 ， 而是氟利昂 Ｈ Ｆ ２ 。２ 世纪 ８ 年代以来 ， 本开发了 Ｃ Ｃ２ ０ ０ 日 ５ ７ Ｗ、 ０ｋ 等容量不 同的发 电设备 ，９ ６年还验证 了采用 Ｎ 水 的混合 工质循环试验设 ０ Ｗ、５ ｋ ｋ １ ０ Ｗ １９ Ｈ／