采用海水發(fā)電將緩解全球能源緊缺局面

　　據(jù)路透社12月14日報道，兩種從海水與淡水混合時發(fā)生的滲透反應中搜集電能的裝置已經(jīng)面世，分別由荷蘭“可持續(xù)水技術研究中心”(以下簡稱“水研中心”)、挪威皇家科學院與挪威國家電力公司發(fā)明。歐洲委員會能源理事會主任菲利佩·希爾德評價說：“這種發(fā)電方式在歐洲有巨大應用潛力，它不會對環(huán)境產(chǎn)生任何破壞性后果，將大大推動我們實現(xiàn)提高可再生能源的使用率。”

　　全球變暖和高油價正引起人們研究和應用再生能源的新一輪熱潮，太陽能、風能、生物能、氫燃料電池和潮汐能等新能源最受重視，而在水處理技術上技高一籌的挪威與荷蘭科學家深信“海水發(fā)電”是解決未來能源危機的另一條重要途徑。

　　發(fā)電如同煮熱狗

　　兩國科學新裝置發(fā)電的原理基于十分簡單的自然過程——河流奔騰入海時，所含鹽分濃度的不同促使“河流淡水”與“海洋咸水”發(fā)生物理滲透反應釋放出巨大能量，將這些能量轉化為電能，就能實現(xiàn)海水發(fā)電。

　　雖然依據(jù)的是同一理論基礎，但荷蘭與挪威兩國新發(fā)電裝置的發(fā)電方法也有差別。荷蘭科學家采用“倒極式電滲析法”發(fā)電，而挪威科學家則采用“滲透法”發(fā)電。

　　術語雖高深，但原理卻簡單：用特殊薄膜在容器內(nèi)把海水與純水隔開，一部分純水就會透過薄膜進入海水一側，推動混合水面升高，使海水的一側對膜的壓力高于純水這一側。這種滲透原理早已被廣泛應用于各種先進科技上，比如醫(yī)療上的腎臟透析、宇航員飲用水、海水淡化、飲用

　　荷蘭科學家使用帶電薄膜加速滲透過程，并定時將正負電極和內(nèi)部導流切換來延長薄膜使用壽命。“可持續(xù)水技術研究中心”的項目經(jīng)理塞布蘭德·梅斯解釋說：“這種工作方式與電池類似。”

　　而挪威科學家則用增壓方法加速滲透過程，這種方法的原理與煮熱狗很像。

　　熱狗的外皮是薄膜，在水沸騰時，通過薄膜進入熱狗內(nèi)部的熱水比從熱狗內(nèi)部滲出的鹽水要多，熱狗內(nèi)部的壓力因此高于外部的壓力，有時甚至會因此脹破皮。同樣道理，把淡水與海水導入薄膜槽中，淡水滲入海水推動水平面上升，高出水槽的混合水溢出水槽推動水電渦輪發(fā)電機工作。

　　年發(fā)電抵三億桶石油

　　“海水發(fā)電基本上是從自然反應過程中搜集

　　不過，兩國的發(fā)明目前只是取得初步成功，要實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應用還有很長一段路要走。雖然有企業(yè)的資助，荷蘭“水研中心”至今尚未建造一座試驗電廠。相較而言，挪威科學家步伐更快。挪威皇家科學院從上世紀90年代就開始了研究工作，目前已經(jīng)建造了兩個小規(guī)模試驗電廠，但目前還沒有能力建造一座大型的發(fā)電廠推動生產(chǎn)規(guī)模的擴大。

　　海水發(fā)電廠不僅能建在海邊，也能像水力發(fā)電站那樣，建在任何淡水資源和咸水資源共存的地區(qū)，甚至可以是地下，因此應用前景更廣。挪威皇家科學院的項目經(jīng)理勞爾夫·賈爾·阿伯格認為，海水發(fā)電將在2010年到2015年間開始對風能和太陽能等其他可再生能源的市場地位形成挑戰(zhàn)。

　　挪威國家電力公司和歐洲委員會認為歐洲海水發(fā)電的潛能可達每年5600萬度電，相當于3億桶原油燃燒釋放的能量、2.5個三峽發(fā)電站、或者是挪威目前年用電量的兩倍。單在挪威，大規(guī)模海水發(fā)電實現(xiàn)后，將占據(jù)該國10%的電力供應。以萊茵河為例，在其位于荷蘭的入海口，海水發(fā)電廠每年將能生產(chǎn)830萬度電，相當于5個大型燃煤熱電廠的發(fā)電量。

　　三十年前曾被拋棄

　　并非所有人都看好海水發(fā)電的前景，跟其他新型能源一樣，海水發(fā)電目前也面臨著成本過高的困境。目前，用這種方式生產(chǎn)電的成本比風能和太陽能都要高出幾倍。

　　利用淡水和鹽水發(fā)電并不是21世紀的新發(fā)明，早在上世紀70年代的石油危機期間，這個方法就被提出來，但是，由于當時的薄膜制造技術落后，科學家認為在這方面投資是浪費，因此將其束之高閣。

　　此后，薄膜制造業(yè)的技術逐漸進步和成熟，并被大規(guī)模應用于生產(chǎn)凈水、處理污水、制藥、生物科技和電子器件。目前，海水發(fā)電降低成本的唯一途徑是大規(guī)模生產(chǎn)，但面臨的主要挑戰(zhàn)依然是缺乏高效、高性能而又廉價的薄膜。

　　“海水發(fā)電要想成氣候，價格必須具備

　　但是，科學家們從其他新能源的發(fā)展歷史中找到了動力。國際能源機構海洋能源部的富蘭克·紐曼恩說：“1985年，第一個風能渦輪發(fā)電站在德國建成，但損失了幾百萬的投資，電力產(chǎn)業(yè)的人都嘲笑這種盲目的投資行為。而現(xiàn)在，風力發(fā)電的擴張速度令人難以置信。”因此不難設想，海水發(fā)電在未來10到20年有可能成為另一大新型能源產(chǎn)業(yè)，緩解全球能源緊缺局面。(轉自：遼寧科技信息網(wǎng)）