温差能

位於北迴歸線以南的中國南海是典型的熱帶海洋，太陽輻射強烈。南海的表層水温常年維持在25℃以上，而500~800米以下的深層水温則在5℃以下，兩者間的水温差在20℃~24℃之間，温差能資源非常豐富。

海洋温差能轉化方式包括開式循環和閉式循環：開式循環系統包括真空泵、温水泵、冷水泵、閃蒸器、冷凝器、透平—發電機組等，閉式循環系統則不用海水而採用低沸點的物質（如氨、丙烷等）作為工作介質，在閉合迴路內反覆進行蒸發、膨脹、冷凝。

全球海洋温差能閉式循環研發趨勢

當前，全球海洋温差能閉式循環研發已經歷了單工質朗肯循環到混合工質Kalina循環，再到上原循環的過程，海洋熱能利用效率也從過去的3%左右提高到接近5%。

温差能在全球海洋能中儲量最大

業內專家指出，温差能在全球海洋能中儲量最大，全世界温差能的理論儲量約為60×1012W。由於温差能具有可再生、清潔、能量輸出波動小等優點，因此被視為極具開發利用價值與潛力的海洋能資源。

中國温差能還有着得天獨厚的地理條件

相比其他海洋能，中國温差能還有着得天獨厚的地理條件。“比如中國東面由於島嶼的阻擋，相比歐洲波浪高度不夠、能量密度也相對較小。而温差能如果轉化為浪高將達到500多米，按可資利用效率5%計算，可達25米水頭，同時，温差能能量輸出也更加穩定。”

我國在温差能設備製造方面差距大

我國在温差能設備製造方面與國外水平相比差距仍較大。主要引進洛克希德·馬丁公司的設備，歸根結底在於我國此前在交換器、透平—發電機組等關鍵部件的研發上投入太少。

此外，當前國內關於温差能的基礎與技術研究非常少，如氨—水工質在海洋温差能下的蒸發器、冷凝器熱交換性能研究，防海水腐蝕的摩擦焊換熱器以及高效氨透平的研究，國內相關的研究都不多。一旦今後温差能商業利用速度加快，推廣方面將面臨不小的困境。

2023年8月，中國地質調查局廣州海洋地質調查局牽頭研發的20kW海洋漂浮式温差能發電裝置在南海成功完成海試，返回廣州南沙。這是中國首次在實際海況條件下實現海洋温差能發電原理性驗證和工程化運行。該套海洋温差能發電裝置搭載“海洋地質二號”船在南海1900米深海域開展了首次海上試驗，成功完成温差能發電技術驗證。本次試驗發電總時長4小時47分鐘，最大發電功率16.4kW，有效發電利用率達到17.7%。 ^[1] 

海洋受太陽照射，把太陽輻射能轉化為海洋熱能。在熱帶和亞熱帶地區，表層海水保持在25~28攝氏度，幾百米以下的深層海水温度穩定在4~7攝氏度，用上下兩層不同温度的海水作熱源和冷源，就可以利用它們的温度差發電。海洋是世界上最大的太陽能接收器。6000萬平方公里的熱帶海洋平均每天吸收的太陽能，相當於2500億桶石油所含的熱量。熱帶海面的水温通常約在27℃，深海水温則保持在冰點以上幾度。這樣的温度梯度使得海洋熱能轉換裝置的能量轉換隻達3%～4%。海洋熱能轉換裝置必須動用大量的水，方可彌補自身效率低的缺點。