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1、海洋渗透能的开发与利用论文摘要：海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源，它既不产生垃圾，也没有二氧化碳的排放，更不依赖天气的状况，可以说是取之不尽，用之不竭。据调查，世界海洋能蕴藏量中，海洋渗透能能量最大，估计约有31010kW，可开发量按十分之一计算，也有3109kW（1）。而在盐分浓度更大的水域里，渗透发电厂的发电效能会更好。挪威能源集团已经成功开发出这种新的绿色能源。关键词：渗透能 发电 绿色能源正文：海洋渗透能是一种新颖的蕴藏量巨大的绿色能源。本文将围绕四个方面展开，海洋渗透能发电原理、海洋渗透能的能源优势、挪威利用海洋渗透能发电的进展、海洋渗透能发电前景的展望。一、 海洋渗透能发电原理。
2、海洋渗透能是一种新颖绿色能源。根据渗透原理：如果有两种盐溶液，一种溶液中盐的浓度高，一种溶液的浓度低，那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后，会产生渗透压，水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。当河流奔腾入海时，由于河水与海水所含盐分浓度的不同，会促使“河流淡水”与“海洋咸水”发生物理渗透反应，从而产生巨大的海水渗透压，推动涡轮机进行大功率发电。科学家用特殊薄膜在容器内把海水与纯水隔开后，海水一侧对膜的压力会高于纯水这一侧。于是，一部分纯水就会透过薄膜漫出水槽，并产生能够推动水电机运转的巨大动力，从而进行发电。在渗透发电技术中，薄膜的制造是重中之重。合格的薄膜，必须具有渗水性好、经久耐用待性
3、，并能最大限度地阻止盐分通过。目前，有些科学家使用带电的薄膜，以加速淡水向海水的渗透过程。为了延长薄膜的使用寿命，研究人员还必须即时切换电薄膜的正负电极位置。在江河的入海口，淡水的水压比海水的水压高，如果在河流的入海口使用一种大型单向渗透薄膜，将河水与海水分开的话，就能获得巨大的海水渗透压，推动巨型涡轮机发电（2）。关于盐度差能发电的设计方案有很多，有浓差能水轮发电机（美国诺曼博士1974年提出的方案）、强力式休梅克方案、压力延滞渗透能利用方案、压力和蒸汽压差法等。另外，瑞典哥德堡大学的阿伦姆伦教授等还提出渗析电池发电方案目前，美国能源部支持一家太阳能公司做过50kW渗透能发电装置，采用微孔半
4、透透膜材料，但目前还未获商业性运行图为盐能差发电的装置图（1）。二、 海洋渗透能的能源优势。 海洋渗透能是一种蕴藏量巨大的绿色能源。据挪威国家能源集团负责人巴德米克尔森介绍，水渗透压发电法是一种非常环保的发电方式。因为海水渗透压是一种从自然物理过程中获得的能源，不会产生任何污染环境的“副产品”，更不会排放出二氧化碳。此外，由于海洋与河流是现成的资源，所以海水渗透压的收集成本相对较低，比较容易获得。而且海水发电也不会像风力发电和太阳能发电一样，受到天气因素的制约。挪威国家电力公司总裁巴德米克尔森估计，利用海洋渗透能发电，全球范围内年度发电量可以达到16000亿度。海洋渗透能可以说是取之不尽，用之
5、不竭。而在盐分浓度更大的水域里，渗透发电厂的发电效能会更好，比如地中海、死海、我国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖。当然发电厂附近必须有淡水的供给。据一些部门调查，世界海洋能蕴藏量中，海洋渗透能能量最大，估计约有31010kW，可开发量按十分之一计算，也有3109kW。它分布较广，其中我国约有1.1108kW。现在许多有大江大河入海的国家都有开发盐度差能发电的潜力美国曾有人估计，若利用密西西比河口流量的十分之一去建设盐度差电站，其装机容量可达到106kW，也就是说，每立方米的淡水入海约可获得065kWh的电力（1）三、 挪威利用海洋渗透能发电的进展海洋渗透能具有惊人的优点，欧盟对海洋渗透能的研究也
6、十分热心。几年来，欧盟一直在进行隔膜材料的研究，因为隔膜是渗透发电的关键。它必须具有结实、耐用、透水性能好和阻止盐分通过的性能。目前每平方米隔膜的发电功率是3瓦。而专家认为，必须超过5瓦以上才能带来经济效益。挪威是一个沿海国家，它拥有众多的岛屿和曲折而漫长的海岸线。总长度近2万公里的海岸线，使得挪威具有利用渗透能的天然优势。目前挪威的材料专家正在加紧对隔膜材料的研究。挪威能源集团在水箱的一边装盐水，另外一边装淡水，中间用单向渗透薄膜隔开，由于两边所含的盐分不同，淡水要流到另外一边盐水浓度高的水箱，在这一过程中就产生了海水渗透的压力，这个压力就可以用来发电。挪威能源集团的海洋渗透能 利用装置图挪
7、威能源集团在挪威的布斯克吕德郡建设的世界首个试验型海洋渗透能发电厂，预计将于2008年底完工。至2015年，发电厂将成熟到可以将其电力正常入网的状态。（3）江河入海口是人口居住密度较大的区域，因此海洋渗透能发电能有效供给入海口的居民使用。据估计，一个足球场大小的海洋渗透能发电区域可以为15000个家庭提供电力。挪威能源集团公司的工程师菲雅尔丁斯塔特认为，海洋渗透能的前景很远大。他说：“这可能会成为一个巨大的项目，挪威的沿海地区蕴藏着每年12亿度电的潜力，而这将提供挪威三分之一的家庭用电。”四、海洋渗透能发电前景的展望。由于海水发电技术正处于起步阶段，普及该技术所面临的最大难题就是发电站的建造成
8、本过高，并且缺乏高效、高性能而又廉价的薄膜。同时，科学家在目前的海水渗透实验中也只获得了为数不多的电能。不过，研究人员仍然相信，海水发电的应用前景是相当广阔的。我国也像挪威一样是一个海岸线很长的国家，海岸线的总长度达到3.2万公里。因此，中国也可以在一些沿海地区试验海洋渗透能这种绿色能源，让这种绿色能源为祖国建设提供更多的电力（4）。例如，位于福建闽南金三角的九龙江河口，由于径流量小，但潮差大因而纳潮量大，河口盐度较高。1981年枯、丰水期不同潮时表、底层盐度分布表明，由湾内(西南)向外(东偏北)盐度逐渐增高。低、中潮时，海门岛与鸡屿之间的盐度梯度最大，这说明河海水在此混合强烈。（5）这说明九龙江河口的渗透能很丰富，有利用的潜在价值。如能否合理有效地开发利用，必能为闽南金三角地区提供大量的电能。参考文献：（1）：能源工程导论 李业发 杨廷柱 编著 中国科技大学出版社 1991合肥（2）：http:/ 海洋渗透能（3）：科技信息摘编2008年第02期（4）：http:/ 海洋能 海洋发电（5）：http:/ 九龙江 7