海水溫差發電
很久以來，人類一直在想辦法開發在海浪、海流和潮汐中的海洋能。但是，一個更有發展前途的計劃可直接將海洋中儲存的熱能開發出來，這就是海洋熱能轉換，簡稱OTEC。其原理是利用太陽曬熱的熱帶洋麵海水和760米深處的冷海水之間的溫度差發電。位於夏威夷西海岸林木繁茂的凱盧阿—科納附近一處古老的火山岩上的試驗發電裝置，淨發電量為100千瓦。海洋熱能轉換裝置不但不產生空氣汙染物或放射性廢料，而且它的副產品是無害而有用的淡化海水，每天可生產7000加侖，它味道清新，足以與最好的瓶裝飲料媲美。
海洋熱能轉換裝置建在海岸上或近海上，采用的零部件大部分是普通組件，它可以提供足夠的電力和淡水，從而使包括夏威夷群島在內的熱帶地區不必再進口昂貴的燃料。目前美國賓夕法尼亞州約克海洋太陽能動力公司正在設計一座100兆瓦的海上海洋熱能發電站，擬建在印度的泰米爾納德邦。另外一些計劃是在馬紹爾群島和維爾京群島建造較小的裝置。根據一項研究，大約有98個熱帶國家和地區可從這一技術中受益。
海洋熱能轉換裝置與其他海洋開發方案相比有不少優點。例如最大的海浪發電裝置隻能生產幾千瓦的電力；海浪和海流所含的能量小，因而不足以持續地產生很大的動力來使發電機運轉；潮汐雖有較大的勢能，但其開發成本很高，並且隻限於在潮汐漲落差至少有4.9米的幾處海岸上采用。一座建在法國布列塔尼半島河口上的潮汐發電站裝機容量為240兆瓦。北美唯一的示範潮汐電站建在加拿大新斯科舍的安納波利斯河上，裝機容量隻有幾十兆瓦。
而海洋熱能轉換裝置的一大優點是不受變化的潮汐和海浪的影響。儲存在海洋中的太陽能任何時候都可獲得，這對於海洋熱能轉換裝置的發展至關重要。熱帶海麵的水溫通常約在27℃，深海水溫則保持在冰點以上幾度。這樣的溫度梯度使得海洋熱能轉換裝置的能量轉換可達3％~4％，任何一位工程師都知道，熱源（溫熱的水）和冷源（冷水）之間的溫差愈大，能量轉換係統的效率也就愈高。與之相比，普通燒油或燒煤的蒸汽發電站的溫差為260℃，其熱效率在30％~35％。
海洋熱能發電站海洋熱能轉換裝置必須動用大量的水，方可彌補熱效率低的缺點。這就意味著，海洋熱能轉換裝置所產生的電力在輸入公用電網之前，還要在該裝置上作更多的功。實際上20％~40％的電力用來把水通過進水管道抽入裝置內部和海洋熱能轉換裝置四周。據凱盧阿—科納示範項目的負責人路易斯·維加稱，該試驗裝置的運行大約要消耗150千瓦電力，不過規模較大一些的商用電站本身所消耗的電力占總發電量的百分比將會低些。
正是由於上述原因，在從首次提出海洋熱能轉換計劃至今的一個世紀中，研究人員一直在孜孜不倦地開發海洋熱能轉換裝置，使之既能穩定生產大於驅動泵所需的能量，又能在易被腐蝕的海洋氣候條件下良好運行，從而證明海洋熱能轉換裝置的開發和建造是合理的。
海洋熱能轉換係統的另一種類型稱為閉式循環係統，它較易達到大型工業規模，理論上發電能力可達100兆瓦。1881年法國工程師雅克·阿塞內·達桑瓦爾最初提出這種方案，不過從未進行過試驗。
閉式循環海洋熱能轉換係統的作用原理是：海麵的溫熱海水通過熱交換器使加壓氨氣化，氨蒸氣再驅動渦輪發電機發電。在另一熱交換器中，深海冷海水使氨蒸氣冷卻恢複液態。一座稱為微型OTEC裝置的漂浮試驗裝置於1979年曾達到18千瓦的淨發電能力，是閉式循環係統迄今獲得的最好成績。
研究人員還將對放置在下遊的水產養殖箱進行監測，以確定從裝置中可能淺漏的氨以及海水中加入的少量氯對海洋生物的影響。加入氯是為了防止海藻和其他海洋生物對設備的堵塞。
凱盧阿—科納試驗裝置的運行，將有助於了解OTEC裝置的一個最大的未知因素：裝置部件長期被腐蝕性的海水包圍，並受到海洋生物的堵塞，其壽命有多長。據工作人員稱，現在正采取措施防止鏽蝕。
由於開式循環方案不易於擴大發電規模，而閉式循環方案又不能生產飲用水，究竟采用哪種方案為宜，尚難作出決定。
把兩種係統組合起來，各取所長，也許是最佳方案，混合型OTEC裝置可以先通過閉式循環係統發電，然後再利用開式循環過程對裝置流出的溫海水和冷海水進行淡化。如在開式循環裝置上加上第二級淡化裝置，則會使飲用水的產量增加一倍。
盡管OTEC裝置仍存在不少工程技術和成本方麵的問題，但它畢竟有很大潛力。未來學家認為，它是全世界從石油向氫燃料過渡的重要組成部分，建在海上的OTEC裝置能夠把海水電解而獲得氫。自然能源實驗室科技規劃負責人湯姆·丹尼爾認為：“OTEC在環境方麵是良好的，並可能提供人類所需的全部能量。”