2013年04月02日11:20 來源：人民網-財經頻道
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始終致力於海洋溫差發電的佐賀大學的實力
100米左右的海洋表層能夠存儲太陽熱能。另一方面，在極地冷卻的海水會隨著海洋環流向低緯度地區移動，沉入600米∼1000米的海洋深處。海洋溫差發電（OTEC：Ocean Thermal Energy Conversion）就是利用海洋表面25℃∼30℃的高溫與深層5℃∼6℃的低溫之間的溫差，以沸點較低的氨等為介質，旋轉蒸汽渦輪進行發電。
這也是所謂的雙循環發電，但與利用地熱、生物質及工廠廢熱等相比，溫差較小。並且與普通的雙循環發電不同的是，存在汲取深層水的工序。因此需要使用泵，而作為泵的動力，又需要使用部分所發電力。還需要開發高效率換熱裝置等。可常年穩定發電，其發電潛力高達1萬億千瓦，據稱可進行建設海洋溫差發電的國家多達100個左右。
資料5．30千瓦的海洋溫差發電系統（出處：佐賀大學）
石油危機之后，全球開始進行海洋溫差發電研究，但由於石油價格穩定下來，同時系統技術課題等日漸凸顯，因此相關研究逐漸減少。日本也在1974年開始實施的陽光計劃中列入了海洋溫差發電，1979年在島根海域實施了首項海上實驗，但之后就中止了研究。
在這種情況下，佐賀大學一直在堅持進行研究。2003年3月，建成了全球首座綜合海洋能源研究中心。主要由海洋溫差發電設備（上原循環系統，30千瓦）、海水淡化設備（每天10噸）、氫制造及儲藏設備、鋰回收基礎實驗裝置以及海洋深層水環境模擬實驗裝置構成。建設過程中，換熱器開發及制造企業Xenesys公司也提供了協助（資料5）。
額定輸出功率為30千瓦的海洋溫差發電裝置設置於伊萬裡灣，是全球目前唯一處於運轉狀態的海洋溫差發電設備（資料5）。日本在幾十千瓦級的實証研究領域擁有頂級業績，就是得益於該大學的研究成果。
佐賀大學在1994年開發出了熱效率達到頂級水平的上原循環系統（Uehara Cycle）。該系統將氨及水的混合液用作工作流體，分2個階段進行發電，並且蒸發器和冷凝器使用了獨特的板式換熱器，據推算，可比以往的高效率循環提高10％左右。已經在12個國家獲得了專利。混合液可提高熱效率，但另一方面，有可能導致換熱器傳熱性能下降，這些是需要解決的課題。
海洋溫差發電的核心技術是換熱器、高效率發電循環、系統控制及成套設備系統。Xenesys公司目前正在開發利用鈦的板式換熱器，作為溫差發電專用產品獲得了較高評價。
2011年，上原循環系統被選為日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）實証項目。佐賀大學目前正在神戶制鋼所的協助下，開發作為高性能換熱機關鍵技術的促進導熱加工鈦薄板。為了削減成本，需要減少高價導熱材料的使用量，而另一方面，還要充分利用深層海水的溫度，因此需要向這個二律背反問題發起挑戰。如果成功解決這個問題，就能削減10％的成本。
沖繩縣目前也在致力於海洋溫差發電實証業務。久米島上設有沖繩縣海洋深層水研究所，IHI公司、Xenesys公司及橫河電機公司在佐賀大學的協助下，在此建設了50千瓦的設備。預定在2013年3月啟動實証設備。以商業化為目標在實際海域實施相關實証試驗，這在全球尚屬首次。久米島的研究所是為了研究深層水的富營養性等特性而設立的。目前還在進行同時利用海洋的能源價值和材料價值以提高經濟效益的研究。
力爭實現海洋溫差發電的實用化
其他國家的企業也開始重新進行此類開發。洛克希德•馬丁公司（Lockheed Martin）力爭在夏威夷海域建設1萬千瓦級的設備，法國DCNS公司預定在印度洋法屬島嶼上建設1萬千瓦的相關設備。韓國等也在積極推進相關研發。
在海洋溫差發電方面，規模經濟可充分發揮作用。設置取水管所需費用佔成本的一半，需要降低這一比例。如果規模在幾百千瓦以下，僅靠發電無法確保經濟效益，必須進行海水淡化、漁場建設、氫制造及鋰回收等復合利用。關於發電成本，據推算，如果以設備利用率達90％為前提，規模為1兆瓦時，每千瓦時的成本為50日元， 10兆瓦時成本為20日元，100兆瓦時成本為10日元。規模為1兆瓦的設備可用於發電成本較高的島嶼。10兆瓦以上的設備可用於能夠確保需求量的主島。佐賀大學預定在沖繩實証試驗之后，盡早開發兆瓦級設備。
即便在需要長期開發的海洋能源中，潮汐能、海流、海洋溫差也屬於開發期比較長的能源。海流及溫差發電與浮體式海上風力發電同樣，今后將正式步入開發階段，日本國內也存在許多適合採用的場所，其意義也備受關注。
到此筆者就海洋能源進行了一系列介紹。該領域也可以說是可再生能源最后的新領域。作為海洋國家，日本的潛力將經受考驗。（日經能源環境網 供稿）
