面对高昂的油价和不断减少的资源，人类正在探索新的能量来源。本文介绍如何通过海洋表层的温水与深层冷冻水的温差来获取能源，简称OTEC。这是一个宠大的工程，正在建设中，它是如何实现的？

 

    海洋热能转换，本图显示了海洋热能转换工厂的热传导流程。地表水和海洋深层水之间的热差被用来产生蒸汽以驱动涡轮机。 （洛克希德·马丁公司）

Turbine Blades  涡轮叶片

Turbine Generator 涡轮发电机

Working Fluid  工作水流（氨水）

Magnetic Field 磁场

Electricity 电流

Heat Exchanger(Evaporator)   热交换器（蒸发器）

Heat Exchanger(Condenser)   热交换器（冷凝器）

Pump 泵

Cold Seawater 冷冻深水层

Warm seawater 温水层

     未来的能源生产有这样一个可能性：获取地球上热带海洋的能量，利用地表水和海洋深层水的自然温差来驱动涡轮机。理论上并不困难，假如你不需要建设一个规模大得荒唐的管道系统--直径33英尺，并伸展到水下一公里。做为对比，它和纽约地铁隧道一样宽大，而高度相当于三个帝国大厦。

    “要产生如此大的能量，海洋温差能转换工厂将运转象河流一样流量的水”劳里说，他是洛克希德·马丁公司 OTEC（海洋热能转换系统）首席技术官，正在建设10兆瓦试验工厂的管道。

    这种结构还需要承受不断摇摆的洋流压力，3,200英尺深的大气压力和所摄取海水本身的温度变化--总之修建这个管道是巨大的挑战。

    下面讲洛克希德公司是怎样做的。

    海洋是巨大的热能库，特别是在热带，在温暖的表层水和深层冷水之间的温度差可以达到40华氏度以上。这种差别可以被用来运行热力发动机。

    温暖的表层水进入热交换器，蒸发氨溶液，产生的蒸汽驱动涡轮机，氨重新用冷海水浓缩。然后将水排回到海洋，排出的水温比抽进来前高几度。但要达到传统火电厂的发电水平，比如100兆瓦或更多的能源生产规模，需要的水量是相当惊人的。

    首次探讨OTEC是在20世纪70年代，现在面对不断上涨的能源价格，这个概念重新浮出水面。一个10兆瓦的海洋热能发电厂预计今年晚些时候投入运营。

    在美国海军授权下，洛克希德公司设计了一种新型复合材料管道，工程师们在位于加州的公司厂房内建造一个试验模型。真正的OTEC管道将直接在海洋发电厂所在位置建造，并直接安放在水里。

    一个3200英尺长，33英尺宽的管道，不是那种你可以在工厂里建造，然后直接拉到海上，投到水里的设施，迈尔解释道。

    除了铁路或驳船的运输方面的挑战，把它提升到合适的角度，拖放到适当的深度也几乎是不可能的。洛克希德将使用该公司首次开发的宇宙飞船建造技术，在现场完成制造和安装。制造过程被称为VARTM（真空辅助树脂传递成型），这与波音公司建立其787梦想飞机采用相同的基本过程。VARTM通常由玻璃纤维增强聚酯或乙烯基树脂构成，满足冷水管的所有灵活性和稳定性的要求。至于定制的比例，由于竞争的原因不便透露。

OTEC的规模参照：一个海洋热能转换工厂的冷水进水管将需要至少有1公里长-相当于三个帝国大厦一样高。

Meyer说：“我们设计了一个系统实现这一进程，并使它保持垂直，这使我们能够抽出管道部件。”

部件制作，将材料和树脂倒入模具，等它象混凝土一样固化。真空消除任何缺陷和气泡，留下一个完全形成的管道。Meyer表示，洛克希德将这样制造部件，但部件大小仍有待确定。一个部件的长度越长，整个管道的完成速度越快。但考虑到所能操作的部件大小，实际上是有极限的。

她补充说，制造部件的平台，必须能够抵御大风，风暴，海流等现象，洛克希德公司将使用海上钻井行业首创的技术。

为建造10兆瓦的发电厂，洛克希德公司正在建设一个直径4米的管道（约13英尺）。对于一个100兆瓦的发电厂，管道直径将达10米或33英尺。

管道的长度将取决于冷水深度 - 在一些潜在的海洋热能转换区域，冷却水可能潜伏深约1000米，在其它区域，它可能较浅。世界上有很多区域适合海洋热能转换，大部分在赤道周围。

管道的建设也需避免吸入海洋生物。冷冻深水层营养丰富，但生物群并不密集，因为太过黑暗。但许多哺乳动物，鱿鱼和其它生物可能游过吸水口。 美国环境保护署正与洛克希德公司合作，确定最大吸水量，使动物能够安全的游过，而不是被吸进水管。

最终，海洋热能转换工厂将有益于热带区 - 像夏威夷，菲律宾，等等 - 或依赖进口石油的海军基地。在很大程度上，它可以代替或补充传统的发电厂，据洛克希德说。但必须建造宠大的管道网络。

概述

 

海洋热能转换

海洋热能转换科技运用海洋表面较暖的海水与约1,000米深较冷的海水温差，来推动发电机发电。海洋热能转换发电机可设于陆上，亦可安装于浮台或海上的船只。巨型喉管是海洋热能转换发电机的主要组件，负责将冷水输送到海洋表面。

海洋热能转化

 海洋热能转换海洋热能转换（Ocean Thermal Energy Conversion，OTEC）利用表层海水与下层海水之间的温度差来产生能源。因为阳光照射，表层海水温度较高，而下层的海水温度则低得多。海洋热能转换工厂（或称海洋温差发电厂）利用温暖的表面海水加热氨水或其他低沸点的液体，由此产生气体推动涡轮机发电。之后，这些气体用从海洋深处泵送上来的海水进行冷却，从而循环使用。如果海洋吸收的太阳能有千分之一转化成电能，便可提供相当于美国一天耗电量20倍的电能。然而，海洋热能转换的设备规模庞大，需要大量资金的预先投入。

工作

海洋热能转换

这就是利用被太阳照热的海水与海面下约762米深处的冷水之间的温差来产生电力。OTEC不受变换不定的海浪和潮汐的影响。只要太阳照射在洋面上，这种燃料就是免费的。因为储存在海洋中的太阳能是取之不尽的。

海洋热能转换海洋每天从太阳吸取的热能，相等于2500亿桶石油产生的能量。海洋的水温随着深度而变化，这种技术利用不同深度的海水温差推动滑轮发电。

本质

在本质上，海洋是地球上最大的太阳能收集器。它每年收集的能量约为37万亿千瓦，是全世界人类所消耗电力的4000倍！在典型的1平方公里的洋面蕴含的能量相当于1万多桶石油。同其他海洋能源相较，OTEC的优越性是显而易见的。比如海浪和洋流的动能较低，起伏不定，不能始终如一，稳定地带动发电机。

优点

海洋温差发电是连续性的输出，不像太阳能或风力会受时间，气候等影响而随时变动。
温差发电厂往往建於海中，远离城市及海滨，对於居住环境没有干扰及不良影响，此外当初欲建厂时，对土地之取得,购置也不致会发生问题。
温差发电可伴生淡水，以100MW的电而言，每天可分馏出一百万加仑的淡水；可供食用及农业灌溉，殖用。
温差发电过程产生的废热，可以回收利用，小型动力机械或农渔业使用。
温差发电厂发出的电能，了供给城市用电，也可以就近设厂制造淡水，食盐，海产加工，制取氢气等。

相较石油,海洋热能转换的好处

1、海洋热能转换是一可持续发展能源
海洋能来自太阳能，是取之不尽用之不竭之能源，而且不需要燃料，是一可持绩发展之能源
石油非可再生能源，按照传统的理论，球上的石油资源终将会在不太远的期限内枯萎。

2、海洋热能转换对环境造成的污染及破坏较石油小
温差发电过程产生污染甚少，要时可以做到无污染，环境破坏的也最小。
燃烧石油等化石燃料会释放二氧化碳等污染物，成空气污染。此外，空气中的二氧化碳浓度上升会导致全球变暖，预计全球平均温度会上升，降雨模式亦会改变，令海水水位上升，对环境造成很大的破坏。

限制

海洋温差发电仍是一项高科技项目，它涉及许多耐压，绝热，防腐材料问题，以及热能利用效率问题,且投资巨大，一般国家无力支持。因可再生能源科技的研发起步较晚，其经济效益目前大多仍低於不可再生能源如煤及石油等。将粗大水管放至水深五百公尺处时，受海流之影响，作业非常困难，而且贝类及藻类亦会附生在上面，效率即降低。

影响

发电时会导致周围海水温度变化，影响海洋生态。

由於该发电厂兴建在海里，建筑时多少对海水造成一定的污染。

温差发电厂的体积庞大，对周遭的海洋生物都会造成一定的影响。