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什么是蓝色能源

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什么是蓝色能源

蓝色能源的含义,如何发展,还有就是它的前景如何

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    2008-02-14 17:30:41
  •   海洋是巨大的能源宝库,海洋能被誉为“蓝色的能源”。 
    太阳赐给地球的热能,大部分被海洋吸收而贮存在海水之中,人类可利用海水的温差来发电。在太阳和月亮的引潮力作用下,大海总在永不停息地“呼吸”着,这就是潮汐。利用潮汐也可以发电。奔腾不息的海浪,拥藏着巨大的动能,也可被人类驾驭,开辟波力发电。
       海洋温差发电 海洋贮存了140亿亿吨海水,太阳辐射来的热能给它加温,地球内部散发的热也在对它烘烤,真可谓“天地为炉兮造化为工”。 在大海中,真正最有力量的,并不是那些看起来气势汹汹的波涛,而是默默无声地蕴藏在海水中的热能。 同样面积的海洋要比陆地多吸收10%~20%的热量,海水的热容量比土层大两倍,比花岗岩大五倍,比空气大3100多倍,因此海洋成了地球上吸收太阳能的最大热库。
       经过科学家们的多年研究,1926年11月15日,在实验室里首次研究成功海洋的温差发电。海洋温差发电的基本原理是利用太阳辐射的热量进入海面以下1米处,就有60%~68%被海水吸收掉了,而几米以下的热量已所剩无几了,即使海面上有波浪搅动,水温有所调节,但水深200米处,几乎没有热量传到。
      海洋温差发电就是将海洋表面的温水引进真空锅炉,这时因压力突然大幅度下降,温度不高的温水也立即变成蒸汽。例如,在压力为0。031兆帕时,24℃的水也会沸腾。利用这种温度不高的蒸汽可以推动汽轮发电机发电,然后用深层的冷海水冷凝乏气,继续使用。 从理论上说,冷、热水的温差在16。
      6℃即可发电,但实际应用中一般都在20℃以上。凡南北纬度在20度以内的热带海洋都适合温差发电。例如,我国西沙群岛海域,在5月份测得水深30米以内的水温为30℃,而1000米深处便只有5℃,完全适合温差发电。 大海里蕴藏着巨大的热能,据估计只要把南北纬20度以内的热带海洋充分利用起来发电,水温降低1℃放出的热量就有600亿千瓦发电容量,全世界人口按60亿计算,每人也能分得10千瓦,前景是十分诱人的。
       早在19世纪就有人提出过海水温差发电的设想,但世界上第一座试验性海水温差发电厂直到1979年8月才在美国夏威夷问世。这座电厂的发电能力为50千瓦,它设在一艘驳船上。同年8~12月作了试发电。这次发电成功表明,海水温差发电将很快具备商业价值。
       海洋是全世界最大的太阳能收集器,6000万平方公里的热带海洋一天吸收的太阳辐射能,相当于2500亿桶石油的热能。如果将这些储热的1%转化成电力,也将相当于有140亿千瓦装机容量,为美国现今发电能力的20倍以上。 海洋热能发电有两种方式:第一种是将低沸点工质加热成蒸气;第二种是将温水直接送入真空室使之沸腾变成蒸汽。
      蒸汽用来推动汽轮发电机发电,最后从600~1000米深处抽冷水使蒸汽冷凝。第一种采取闭式循环,第二种采取开式循环。 海水温差发电,1930年在法国首次试验成功,只是当时发出的电能不如耗去的电力多,因而未能付诸实施。现在,许多国家都在进行海水温差发电研究。
       实践证明,开式循环比闭式循环有更多的优点:①以温海水作工质,可避免氨或二氯二氟甲烷等有毒物质对海洋的污染;②开式循环系直接接触热交换器,价廉且效率高;③直接接触热交换器可采用塑料制造,在温海水中的抗腐蚀性高;④能产生副产品——蒸馏水。 开式循环也有缺点:产生的蒸汽密度低,汽轮机体积大;变成蒸汽的海水排回海洋后,会影响附近生物的生存环境。
       日本的月光计划拟在2000年前后,使利用海洋温差发电达到实用化和向国内提供大型电源,并以占地很少的海上安装为目标。这项计划是从1974年开始实施的。 日本一些民间电力公司,为了验证海岛电源在陆地安装的可能性,1981年在赤道线上的瑙鲁岛研制100千瓦级的闭式循环试验工厂,实际发电功率达到了10千瓦;1982年又在德文岛开发了50千瓦级混合式试验工厂,实际发电功率也达到10千瓦。
       1979年美国在夏威夷岛上,研制成功50千瓦级电站,实际发电功率达10千瓦,1980年到1981年又进行了相当1000千瓦的热环试验,同时还研究了40000千瓦的总体设计。 法国准备在塔希底岛进行5000千瓦级的开发研究。 海洋温差发电,是以非共沸介质(氟里昂-22与氟里昂-12的混合体)为媒质,输出功率是以前的1。
      1~1。2倍。一座75千瓦试验工厂的试运行证明,由于热交换器采用平板装置,所需抽水量很小,传动功率的消耗很少,其他配件费用也低,再加上用计算机控制,净电输出功率可达额定功率的70%。一座3000千瓦级的电站,每千瓦小时的发电成本只有50日元以下,比柴油发电价格还低。
      人们预计,利用海洋温差发电,如果能在一个世纪内实现,可成为新能源开发的新的出发点。 年迈的安德森工程师几十年来一直在完善他的“海洋热能转换厂”的设计。他计划中的海洋热能发电厂将利用热带海洋的热能,使一种低沸点的液体蒸发,利用产生的蒸气驱动涡轮发电机发电。
      为了降低建造费用,安德森缩小了发电“船只”的外壳,其换热设备的大部分,甚至连涡轮机,都是吊在“船”体外面,悬浮在海面上的。 该项设计要求把海面的26。67℃的热水输送到安装在水下60米处的锅炉里去。在那里,热水使丙烯蒸发,其沸点只有21。
      1℃。当热丙烯蒸气通过管道上升时,驱动12台涡轮发电机。这些涡轮发电机悬挂在锅炉上方10米的水中。这些气体从涡轮机通过一个热交换器,交换器的水侧是装满了从900米深处抽上来的4。4℃海水。这些冷水又把丙烯蒸气冷凝成液体,这些液体又回到锅炉里去。
      这种方法的海水温差发电试验,早在60年前已做过。而现在,由于经济条件好,可使之实用化。 安德森已创办了一家取名为“海上太阳能公司”的小公司,其唯一目的是研究必要的技术。 安德森认为,在印度尼西亚的温暖海面上,建造这种电厂条件特别优越。
      印度尼西亚政府首先支持了安德森的设计。据估计,这种电厂的发电成本为 6。5美分/千瓦时,而现在第三世界许多岛国的平均电费为15美分/千瓦时。第一座利用海水温差的10万千瓦海水温差发电厂的造价可能为2。5亿美元。 在今后几年里,安德森式发电厂不仅具有经济意义,而且由于温室效应造成的全球气温上升,预料将迫使人们限制化石燃料的消耗,而一种有效的无污染的能源显然是具有吸引力的。
       潮汐发电 汹涌澎湃的大海,在太阳和月亮的引潮力作用下,时而潮高百丈,时而悄然退去,留下一片沙滩。海洋这样起伏运动,日以继夜,年复一年,是那样有规律,那样有节奏,好像人在呼吸。海水的这种有规律的涨落现象就是潮汐。 潮汐发电就是利用潮汐能的一种重要方式。
      据初步估计,全世界潮汐能约有10亿多千瓦,每年可发电2~3万亿千瓦时。我国的海岸线长度达18000千米,据1958年普查结果估计,至少有2800万千瓦潮汐电力资源,年发电量最低不下700亿千瓦时。 世界著名的大潮区是英吉利海峡,那里最高潮差为14。
      6米,大西洋沿岸的潮差也达4~7。4米。我国的杭州湾的“钱塘潮”的潮差达9米。 据估计,我国仅长江口北支就能建80万千瓦潮汐电站,年发电量为23亿千瓦时,接近新安江和富春江水电站的发电总量;钱塘江口可建500万千瓦潮汐电站,年发电量约180多亿千瓦时,约相当于10个新安江水电站的发电能力。
       。

    R***

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