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海洋大学盐差能发电技术研究试验项目关键技术获突破

　　　　发布时间：2016-09-29　

据中国海洋报网2016年9月22日讯海洋盐差能主要存在于河海交接处，是指海水和淡水之间或两种含盐浓度不同的海水之间的化学电位差能。盐差能以化学能形态存在，是海洋能中能量密度最大的一种可再生能源。据估计，世界各河口区的盐差能达3×10¹³千瓦，可能利用的有2.6×10¹²千瓦。联合国政府间气候变化专门委员会发布的可再生能源和减缓气候变化特别报告推测，盐差能的技术储量为1.650×10¹⁵千瓦时/年。
　　如果能在江河入海口的淡水与海水之间安置一个半渗透膜，让淡水经半渗透膜入海，当海水含盐浓度达到3.5%时，就会产生2.4×10⁶帕斯卡的渗透压力。一条河流若以1米/秒的流量通过半渗透膜时，可以产生2340千瓦的功用于发电。河海水接触会产生电位差能，把电极薄膜插入淡水和海水之间，可以产生电动势，用这种能量发电称为“浓淡电池法”或“渗析电池法”。利用淡水与海水的不同蒸汽压也可获得盐度差能。在相同加热温度下，淡水比海水蒸发得快，将淡水与海水在同室内隔开加热，水蒸气很快会从淡水一侧上方流向海水，在中间安置收集流道，并在流道中装上涡轮发电机组，就可以进行发电。目前，盐度差能资源的开发利用难度较大，它的发电技术研究仍处于实验室阶段，离示范应用还有较长距离。
　　全球首个盐差能发电示范系统是由挪威国家电力公司于2009年建成的10千瓦盐差能示范装置。该装置采用缓压渗透式发电技术，即淡水和海水经过预处理后在装置膜组件半透膜两侧形成渗透压差，淡水向浓水渗透，使高压浓水体积增大，盐差能转化为压力势能，推动涡轮发电。2013年10月，荷兰建成50千瓦基于反向电渗析原理的盐差能示范电站，即采用阴离子渗透膜和阳离子渗透膜交替放置，中间间隔处交替充以淡水和盐水的方式，膜界面由于浓度差产生电位差，从而进行发电。
　　我国在盐差能方面的研究工作起步较晚。2008年，中国海洋大学承担科技部“973”课题——节能型高分子复合膜的结构调控与制备方法，在高分子膜的研究和制备方面积累了丰富的经验。2013年，在国家海洋局海洋能专项资金支持下，中国海洋大学启动了盐差能发电技术研究与试验项目，通过对盐差能技术的研究与试验，研发出转换效率较高、总装机容量不低于100瓦的盐差能发电装置样机，并在渗透膜性能的提高、膜组结构设计、渗透压力交换器、膜清洗技术以及样机后期维护等关键技术上取得突破。目前已完成正渗透膜的优化和测试工作，确定了膜组件的结构形式和制造方法，研制出正渗透膜渗透性评价系统，构建膜组性能测试实验装置，并且已经进行单膜组性能测试实验。总体上说，我国海洋盐差能技术还处于基础研究和原理试验阶段。

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