第6章 巨大的水庫(1)(3 / 3)

我們必須認識到,地球隻有一個,海洋也隻不過一片。居住在地球上的人類,不能成為破壞海洋環境的“敗家子”。海洋是富饒的,也是愛憎分明的,隻要我們和它交朋友,協調好人類和海洋的關係,人與海和諧相處,海洋就會加倍地造福於人類,造福於子孫後代。

海洋能源開發大勢

古老的水車是人類最早利用水力的範例,所以人們就萌生了設法從海洋中的海浪、海流和潮汐中獲取能量的念頭。

海洋能源開發利用的最大優點是這種自然資源取之不盡,用之不竭。這在地球上非再生能源日益減少的情況下,尤有重要意義。其次,海洋能源不產生環境汙染,不占用寶貴的陸地空間。當然,海洋能源也有缺點。它們的能源密度小,開發設備要很龐大,經濟性差。海洋能開發是在動蕩不定的海麵上進行,工程技術難度很大。再就是能源受自然條件左右,變動幅度大,不穩定。

據海洋學家估算,世界海洋中的“能”蘊藏量高達1500多億千瓦,除了它們都屬於“再生性能源”不會枯竭外,還不必擔心二氧化碳、二氧化硫和核廢料的汙染。海洋能中占比例最大的是波浪能,達700多億千瓦;潮汐能為27億千瓦;溫差能達20億千瓦;海流能為l0億千瓦;鹽差能約為300億千瓦。

科學家們發現:最有前途的海洋能利用莫過於利用被太陽光照熱的海水與海麵下760米深的冷水之間的溫差來發電。

一般認為,可用於海洋熱能發電的區域,上下海水溫差至少要大於18℃。這樣看來,大約南、北緯度30°之間的廣大海域,都是可利用的區域,海洋熱能是各種海洋能源中較豐富的。據估算,理論蘊量約為500億千瓦,可利用的有20萬億至40萬億千瓦。

1881年法國科學家德爾鬆瓦首次大膽提出利用海水溫差發電的設想,他預言海洋中的溫差能量遲早有一天會被人類大規模地利用。但由於當時的技術條件不夠,這位科學家的設想竟然被埋沒了近半個世紀。直到1926年,德爾鬆瓦的學生克勞德才實現了老師的夙願。這年11月5日,他相約切特合作,進行了一次海水溫差發電的模擬實驗。他們取來兩隻容積為25升的燒瓶,一隻裏裝有28℃的溫水,代表熱帶海域表麵水溫,另一隻則盛入冰水混合物,代表深層低溫的海水。在連接兩隻燒瓶的一段粗玻璃管中,安裝著一台製作得十分精巧的汽輪發電機,組成了一個封閉的發電係統。同時,這個係統裏還裝有一台抽氣機,並用引線接出三隻小燈泡。隨著抽氣機不斷地把燒瓶內的空氣抽出,使瓶內的空氣降到隻有大氣壓的1/25時,28℃的溫水猛烈地翻泡沸騰起來。水蒸汽越來越濃,強大的氣流把汽輪發電機衝擊得飛速旋轉,一時間三個小燈泡同時發出耀眼的光芒。

克勞德於1930年帶著他改進的實驗成果,來到古巴的馬坦薩斯港,建立了一座海水溫差電站。這裏離岸不遠就是很深的海區,水溫落差很大。該站以海邊27℃的表麵溫海水為“熱源”,以離岸2千米遠的600米深處冷海水為“冷源”,以開式循環方式發電。這個世界上第一座海水溫差發電站獲得了10千瓦的輸出功率。盡管輸出功率很小,但卻使人們看到了利用海水溫差發電的光明前景。

英國的安德森父子在總結克勞德等人的經驗教訓後,於1964年提出了不使海水降壓沸騰,而僅僅利用表層海水的熱量把怕熱的液體“煮沸”,再利用這種液體的蒸汽來發電的方案,稱為“閉式循環發電係統”。這種沒想著實奇妙:它是把整個發電設備安裝在—個巨大的浮體上。使之浮於海中,這樣就可以大大縮短冷水取水管的長度;所謂怕熱液體即沸點低的液態丙烷、氯、氟裏昂等等,它們即使在很低溫度下也很容易沸騰,從而產生大量蒸汽,得到較高的壓力。1957年8月2日,根據安德森父子設想原理建造的—座海洋溫差電站終於正式在夏威夷海麵上發電了。這座電站安裝在一艘改裝了的海軍駁船上,采用一種稱為閉式循環溫差的發電方式:

把海麵上25℃的溫水抽送到—個熱交換器中,交換器內通過一根彎彎曲曲的管子——裏麵裝有低沸點液體,它們在熱交換器裏吸收了表層海水的熱量後變為具有一定壓力的蒸汽,於是就推動汽輪發電機組發出電來。