海洋鹽差能

海洋鹽差能

在海水和江河水相交匯處,還蘊含著一種鮮為人知的鹽差能。據估算,地球上存在著26億千瓦可利用的鹽差能,其能量甚至比溫差能還要大。海洋鹽差能發電的構想是1939年由美國人首先提出的。鹽差能發電的原理是:當把兩種濃度不同的鹽溶液倒在同一容器中時,那么濃溶液中的鹽類離子就會自發地向稀溶液中擴散,直到兩者濃度相等為止。所以,鹽差能發電,就是利用兩種含鹽濃度不同的海水化學電位差能,並將其轉換為有效電能

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名稱: 海洋鹽差能

主題詞或關鍵字: 海洋能 潮汐能 鹽差能 能源科學

簡介

科學家經過周密的計算後發現當在17℃時,如果有1摩爾鹽類從濃溶液中擴散到稀溶液中去,就會釋放出5500焦的能量來,科學家由此構想:只要有大量濃度不同的溶液可供混合,就將會釋放出巨大的能量來。經過進一步計算還發現,如果利用海洋鹽分的濃度差來發電,它的能量可排在海洋波浪發電能量之後,比海洋中的潮汐和海流的能量都要大。

作用

鹽差能的利用主要是發電。其基本方式是將不同鹽濃度的海水之間的化學電位差能轉換成水的勢能,再利用水輪機發電,具體主要有滲透壓式、蒸汽壓式和機械一化學式等,其中滲透壓式方案最受重視。將一層半滲透膜放在不同鹽度的兩種海水之間,通過這個膜會產生一個壓力梯度,迫使水從鹽度低的一側通過膜向鹽度高的一側滲透,從而稀釋高鹽度的水,直到膜兩側水的鹽度相等為止。此壓力稱為滲透壓,它與海水的鹽濃度及溫度有關。

利用構想

利用大海與陸地河口交界水域的鹽度差所潛藏的巨大能量一直是科學家的理想。在本世紀70年代,各國開展了許多調查研究,以尋求提取鹽差能的方法。實際上開發利用鹽度差能資源的難度很大,上面引用的簡單例子中的淡水是會沖淡鹽水的,因此,為了保持鹽度梯度,還需要不斷地向水池中加入鹽水。如果這個過程連續不斷地進行,水池的水面會高出海平面240m。對於這樣的水頭,就需要很大的功率來泵取鹹海水。目前已研究出來的最好的鹽差能實用開發系統非常昂貴。這種系統利用反電解工藝(事實上是鹽電池)來從鹹水中提取能量。根據1978年的一篇報告測算,投資成本約為50000美元/kw。也可利用反滲透方法使水位升高,然後讓水流經渦輪機,這種方法的發電成本可高達10~14美元/kw·h。
還有一種技術可行的方法是根據淡水和鹹水具有不同蒸氣壓力的原理研究出來的:使水蒸發並在鹽水中冷凝,利用蒸氣氣流使渦輪機轉動。這種過程會使渦輪機的工作狀態類似於開式海洋熱能轉換電站。這種方法所需要的機械裝置的成本也與開式海洋熱能轉換電站幾乎相等。但是,這種方法在戰略上不可取,因為它消耗淡水,而海洋熱能轉換電站卻生產淡水。鹽差能的研究結果表明,其他形式的海洋能比鹽差能更值得研究開發。
據估計世界各河口區的鹽差能達30TW,可能利用的有2.6TW。我國的鹽差能估計為1.1X108kW,主要集中在各大江河的出海處。同時,我國青海省等地還有不少內陸鹽湖可以利用。

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