碳中和：佔地球70%的海洋如何發電

每年的6月8日是世界海洋日。我國作為一個海洋大國，黨和政府對海洋事業發展極為重視。我國海洋經濟對國民經濟增長的貢獻率已經達到9.1%。2019年中國海洋生産總值超過8.9萬億元。海洋經濟發展促進了經濟發展方式轉變，産業結構調整，創造了新的經濟增長點。

在化石資源日益枯竭，二氧化碳過度排放導致全球氣候變暖、環境嚴重污染的背景下，轉向低碳迴圈經濟成為全球共識，碳達峰、碳中和等政策被納入生態文明建設整體布局，事關中華民族永續發展和人類命運共同體的構建，尋找新的能源與材料替代石化産品成為全球共同的使命。

和諧共融。新華網發（劉廣生 攝）

利用海洋深層水低溫特性進行的溫差發電是一種綠色能源，即光線無法到達的海洋深層水與表層海水之間存在著一定的溫度差，利用此溫差可實現熱力迴圈，即海洋溫差能發電(Ocean Thermal Energy Conversion，OTEC)。

十九世紀八十年代，法國的雅克·D·阿森瓦爾從儒勒·凡爾納的小説《海底兩萬裏》(1869年出版)中的一些提法受到啟發，由他的弟子、工程師兼企業家喬治·克洛德博士（霓虹燈的發明者）改進了空氣液化過程，在比利時的Ougree冷水湖中實驗成功。克洛德博士于1930年在古巴的Matanzas建立了第一家海洋溫差發電工廠並獲得了短暫的成功。在20世紀50年代中期，法國工程師再次試圖在科特迪瓦的阿比讓建造一座溫差發電工廠，但事實證明，這座工廠造價過高，最終沒有建成。

20世紀70年代中期出現了能源危機，美國和其他地方重新對海洋溫差發電産生了興趣。美國政府開展了各種研發項目，包括性能測試、初步設計和示范工廠。主要工作包括約翰霍普金斯大學應用物理實驗室、通用電氣和天合公司對OTEC生産工廠的初步設計；由阿貢國家實驗室和夏威夷的示范工廠進行的熱交換器性能測試(Mini-OTEC和OTEC-1)。

1979年美國夏威夷州政府牽頭組織了“Mini—OTEC"實驗計劃，利用取自675 m深處的深層海水成功實現了總功率為52 kW、凈功率為15 kW 的溫差能發電，這是世界上首次從海洋溫差能中獲得具有實際利用價值的電力，隨後1981年日本在西太平洋的諾魯海岸建立了一個100kW的閉合迴圈的工廠，汲水管敷設到580m深，發電的凈功率達到31.5kW。

2012年由國家海洋局第一海洋研究所研究員劉偉民承擔的“十一五”國際科技支撐計劃15kW溫差能發電裝置研究及實驗項目通過驗收。劉偉民説，“可以説我國海洋溫差發電是位于世界前列的”。

深層海水可作為冷源直接冷卻空調房內的空氣，該技術與傳統的空氣熱源式制冷機相比大大節省了電力消耗，可極大地降低制冷成本。同時，係統不需要制冷劑，因此不會對大氣臭氧層造成破壞。

美國夏威夷州自然能源研究所和日本高知縣海洋深層水研究所將深層海水用于冷房制冷。我國臺灣臺東區農業改良場負責運營的“精致農業研發館”利用深層海水作冷源降低溫室內溫度，有效解決了某些花卉、蔬菜、水果無法在夏天栽培的問題。利用深層水制冰後用于水産保鮮，不但電力消耗較少，而且與淡水制冰相比，可使保鮮溫度降低2℃以上，顯著提高保鮮食品特別是海産品的鮮度。挪威等歐洲國家對海洋深層水的研發還是偏重于環保理念，利用海水的低溫性，進行溫差發電，減少溫室效應。

中國要成為一個強國，其中包括海洋強國，即成為在開發海洋、利用海洋、保護海洋、管控海洋方面擁有強大綜合實力的國家。發展海洋經濟是最重要的中心任務。深海開發主要是指對深海能源、資源的開發，以滿足中國可持續發展的需要。我國深海開發也涵蓋了海洋深層水的開發。

南海是我國最大的海域。根據日本海洋深層水發展經驗，我國海南島以及中沙、南沙等島均具備汲取海洋深層水的優勢。利用海洋深層水的低溫和清潔的特點，可以提供良好的清潔能源、充足的淡水以及各種高附加值的産品。海洋深層水的開發和利用將成為我國海洋經濟的一顆璀璨明珠。

作者：北京保護健康協會健康飲用水專業委員會會長趙飛虹

配音：鄭琬

策劃、終審：劉君

一讀：周雪晴

校對：曹書娟