在人類追尋清潔能源的征程中，海洋始終被視為一座尚未充分開發(fā)的“藍(lán)色寶庫”。近日，我國自主研發(fā)的20千瓦海洋漂浮式溫差能發(fā)電裝置在南海完成首次海試，成功將實(shí)驗(yàn)室技術(shù)轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用，標(biāo)志著我國在海洋能源開發(fā)領(lǐng)域邁出關(guān)鍵一步。

海洋溫差能發(fā)電的核心原理，是利用海洋表層與深層之間的溫度差驅(qū)動(dòng)熱力循環(huán)。表層海水溫度通常在25至30攝氏度之間，而1000米深處的海水溫度則降至4至7攝氏度。這種溫差通過熱交換器被轉(zhuǎn)化為機(jī)械能：溫海水加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)（如氨或氟利昂），使其蒸發(fā)為高壓蒸汽推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電；冷海水則將蒸汽冷凝回液態(tài)，形成持續(xù)循環(huán)。整個(gè)過程無需燃燒化石燃料，實(shí)現(xiàn)零碳排放，且設(shè)備可全天候穩(wěn)定運(yùn)行，不受天氣條件影響。

全球海洋溫差能資源分布不均，赤道附近海域儲(chǔ)量最為豐富。以我國南海為例，表層水溫常年高于28攝氏度，而深層水溫僅4至6攝氏度，形成超過20攝氏度的垂直溫差。據(jù)估算，全球海洋溫差能年儲(chǔ)量可達(dá)3萬至9萬太千瓦，相當(dāng)于全球年發(fā)電量的數(shù)倍。我國南海海域的理論儲(chǔ)能超過3000兆瓦，足以滿足一座百萬人口城市的用電需求。

盡管海洋溫差能發(fā)電的概念早在1881年便被提出，但技術(shù)落地長期面臨三大難題：如何高效抽取深層冷水、如何降低設(shè)備成本、如何提升能量轉(zhuǎn)換效率。我國科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十年攻關(guān)，于2023年8月取得突破性進(jìn)展。搭載“海洋地質(zhì)二號(hào)”船的20千瓦漂浮式發(fā)電裝置在南海1900米深海域完成首次海試，驗(yàn)證了技術(shù)可行性。

該裝置集成了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)：自主研發(fā)的小溫差寬負(fù)荷透平發(fā)電機(jī)可在20攝氏度溫差下穩(wěn)定輸出電力；深海保溫取水管采用特殊材料，減少冷水輸送過程中的熱量損失；智能控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測溫海水流量、工質(zhì)壓力等參數(shù)，確保系統(tǒng)高效運(yùn)行。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，裝置最大發(fā)電功率達(dá)16.4千瓦，有效發(fā)電利用率17.7%，使我國成為全球少數(shù)掌握核心技術(shù)的國家之一。

海洋溫差能發(fā)電的應(yīng)用潛力遠(yuǎn)不止于發(fā)電領(lǐng)域。深層冷海水富含氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，抽取后可促進(jìn)海洋浮游生物生長，為漁業(yè)養(yǎng)殖提供天然餌料；冷海水還可用于空調(diào)制冷、海水淡化，甚至生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品（如深海礦物質(zhì)保健品）。例如，一座10萬千瓦的溫差發(fā)電站每天可淡化海水378立方米，同時(shí)產(chǎn)出大量富營養(yǎng)海水，形成“發(fā)電-養(yǎng)殖-淡化”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。

目前，全球已建成多座試驗(yàn)電站，但商業(yè)化應(yīng)用仍受成本制約。我國科研團(tuán)隊(duì)正通過優(yōu)化材料、簡化結(jié)構(gòu)、提升效率等方式降低成本。例如，采用國產(chǎn)高性能鈦合金換熱器使設(shè)備壽命延長至30年以上；開發(fā)模塊化設(shè)計(jì)便于海上快速組裝與維護(hù)。隨著技術(shù)迭代，未來海洋溫差能發(fā)電成本有望降至0.3元/千瓦時(shí)以下，與海上風(fēng)電、光伏發(fā)電形成互補(bǔ)。

當(dāng)南海的波濤輕撫發(fā)電裝置，這場由溫差驅(qū)動(dòng)的綠色革命正在重塑人類與海洋的關(guān)系。從能源消耗者到清潔能源生產(chǎn)者，從海洋索取者到生態(tài)守護(hù)者，海洋溫差能發(fā)電技術(shù)正為可持續(xù)發(fā)展開辟新路徑。或許不久的將來，城市燈光、工廠機(jī)器、海上平臺(tái)都將閃耀著來自深海的藍(lán)色光芒。