来自海洋的能量:比您想象的要近

罗德·藤田\

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海洋从太阳吸收能量,将其存储起来,然后缓慢释放。听起来像是满足世界的处方’的能源需求,因为海洋是我们星球的最大特征。但是海洋能源能否以一种不’会创造出更多无法解决的问题?

那’最近宣布的承诺 成交 由洛克希德·马丁(Lockheed Martin)和北京的度假胜地开发商Reignwood Group组成。两家公司将在中国南部海域开发利用海洋热能转换(OTEC)技术的10兆瓦发电厂’海南岛。预计将于2017年完成建设。

过程

长期以来,科学家一直对从温暖的地表水和深水之间的温差产生能量的潜力感兴趣。当差异很大时(例如,在大陆架狭窄的热带地区),可以使用温水将液体(如氨水)转化为蒸汽。蒸汽驱动涡轮机发电,然后使用从深海中抽出的冷水将其冷凝成液体,从而可以重复该循环。

好处

除了清洁电力,OTEC工艺还可以带来许多好处。通过系统抽出的大量冷水可用于为建筑物降温,从而节省空调(以及该主要能源消耗者所产生的相关温室气体排放量)。许多淡水在冷水管道上凝结,特别是在潮湿的热带环境中-如此之多,可以成为当地供水的有力补充,甚至成为当地社区的主要水源。

由于泵送至OTEC设施的深海水富含营养成分,不含病原体,因此可用于养鱼或种植海洋生物,例如微藻作为营养补品。这样做实际上可以减少OTEC的环境影响,因为可以让冷水变暖,并且养殖的有机物可以清除营养和二氧化碳。 

关于OTEC的另一个好处是,与其他类型的 再生能源,电力生产稳定,在夏季通常是需求最高的月份(由于空调和制冷需求)达到顶峰。一些分析家估计,一个100兆瓦的商业规模OTEC工厂将阻止大约50万吨碳排放到大气中,每年可节省约1.3亿美元的石油成本。尽管我和我的合著者在最近的论文中概述了与OTEC相关的环境问题,但清洁能源,饮用水和食物的潜力似乎很大。

为什么要延迟?

如果OTEC如此出色,为什么从1800年代末开始就进行开发却从未商业化呢?一个原因是,只有这么多合适的场所–常规的OTEC工厂需要在岸上但要靠近深水,并且地表水必须相当温暖。另一个原因是,资本成本高,而能源产量低–过程’效率很高。还有另一个原因是,铺设足够长的管道以到达深水并将其保持在那里在技术上具有挑战性。

尽管面临这些挑战,但科学家和工程师对OTEC仍然很感兴趣’在过去的几十年中都可以继续努力。与洛克希德·马丁公司正在建造的工厂一样,通过使用浮动平台扩展了潜在的地点,从而最大程度地减少了管道长度。其他创新使OTEC可以从较小的温差中提取能量。通过使用更好的热交换器和先进的材料可以提高效率。管道制造,铺设方法和维护都得到了极大的改善。尽管OTEC的成本仍然很高,但随着石油价格的上涨,近年来OTEC和其他形式的可再生能源的竞争力大大增强。  轮廓。这些因素使我认为OTEC可能即将商业化。

实际上,在我们的论文中 总结  中国南部的项目是OTEC商业化的缺失环节。已经建造了几家小型OTEC工厂,因此我们知道该概念可产生净能量以及上述所有其他好处。但是,与扩大OTEC相关的成本一直不确定,这可能会吓到潜在的投资者和客户。 

谨慎行事

OTEC绝对不是万能药。使用来自深海的大量冷,营养丰富的水来产生能量可能会产生一些非常不利的影响,例如通过将其吸入进水管杀死海洋生物,或将营养丰富的海水排放到温暖的营养物中而产生藻华-地表水少。但是这些和其他影响可能是 预防或减轻。应当严格监管这一新行业,以确保安全运行的成本由受益者内部承担,而不是由我们所有人代表海洋承担。

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