万万没想到!海水盐差能发电:数值惊人!

发布者:刘德桃发布时间:2022-06-14浏览次数:10

万万没想到!海水盐差能发电:数值惊人>>

 点击蓝字关注➡️ 少年极先锋 2022-04-27 19:15 发表于北京

能源新秀:

石油能源的消耗,让越来越多的人关注起了可再生能源的开发和利用。


海洋中的能源因为其储藏的数量庞大,成为了关注热点。用海水盐差能发电,听过的人恐怕不多。今天就一起来了解这位“海洋能源新秀”吧🙋

(图片来自于网络)


海水盐差能发电

Osmotic power

说到“海水”,我们可能首先想到了各种美景,但事实上海水本身拥有很大的能量,而这些能量是可以进行转换,来造福人类的。



在大江大河的入海口(也就是江河水与海水相交融的地方),江河水是淡水,而海水是咸水;淡水和咸水相互扩散,直到两者的含盐浓度相等为止。在海水与淡水相混合的过程中,同时释放出许多能量。


含盐浓度高的海水以较大的渗透压力向淡水扩散,同时淡水以较小的渗透压力向海水扩散。这种渗透压力差所产生的能量,称为“海水盐浓度差能”,也叫“海水盐差能”


能量到底有多大?

Energy data

实验表明,在许多江河入海口处的海水渗透压力差,大致相当于240米高的水位落差。而当前世界上水坝高于240米的大水电站非常非常的少。据大致测算,在世界水域内由此产生的能量,相当于供给全世界20%的用电需求


(图片为入海口交汇;来自于网络)


海水盐差的能量是由于太阳辐射热使海水蒸发后其浓度增加的结果。在水循环过程中,被蒸发出来的大量水蒸汽又变成云彩和雨滴而重新返回到海洋中,同时释放出许多的能量。


科学家们预算,全世界的海洋一年的蒸发量相当于其水位降低1.3米,即每秒蒸发1.2×107立方米的水量。如果以2124帕(约合21个大气压)的海水盐差进行计算,那么全世界海水盐差的能量资源高达30亿千瓦



盐差能如何发电?

How to generate electricity

开发海水盐差能获得巨大的能量,所以世界有很多国家的科学家都在致力研究这种能量的开发。现在比较成熟的盐差能发电的能源转换方式有两种。


一种是蒸汽式盐差能发电系统在相同的温度下,淡水比海水蒸发快,因此海水一边的蒸汽压力要比淡水一边低得多。于是在空室里面,水蒸气会很快从淡水上方流向海水上方,只要装上涡轮机,就能利用该盐度差能进行发电。



另一种是渗透压式盐差能发电系统。当两种含盐度不同的海水被一层只能通过水分而不能通过盐分的半透膜分隔开来的时候,通过这个膜会产生一个压力梯度;


两边的海水就会产生一种渗透压,从而促使水从浓度低的一侧通过半透膜向浓度高的一侧渗透,使浓度高的一侧的水位升高,直到半透膜两侧的盐浓度相同为止。渗透压盐差能发电系统便是利用这种水位上的落差进行发电。



海水盐差能发电原理

Explanation of principle

发电的原理就是:当把两种浓度不同的盐溶液倒在同一容器中时,那么浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶中扩散,直到两者浓度相等为止。所以,盐差能发电就是利用两种含盐浓度不同的海水化学电位差能,并将其转换为有效电能。




从理论上讲,如果这个压力差能利用起来,从河流流入海中的每立方英尺的淡水可发0.65kw.h的电。如果用很有效的装置来提取世界上所有河流的这种能量,那么可以获得约2.6TW的电力。



亚洲引领全球海上勘查

Asia leads global marine exploration

从全球情况来看,随着对能源的越来越迫切的需求和各国政府及科研力量的重视,盐差能发电的研究将越来越深入,盐差能及其它海洋能的开发利用必将出现一个崭新的局面,更广泛的应用和更大的商业价值。




据中国海油集团能源经济研究院发布的我国首份海洋能源发展报告——《中国海洋能源发展报告2021》提出:海洋能源将成为能源增长的原动力。亚洲地区引领了全球海上勘探活动的复苏,从区域看海上探井半数以上集中在亚洲地区,中国海域是勘探活动最为活跃的地区之一。



(《中国海洋能源发展报告2021》发布现场)

海洋主题科研

Marine theme research

结合南海独有的自然资源和典型的海洋环境,基于孩子对神奇实验现象和新鲜事物的好奇心理,以青少年自然科学素养为核心。少年极先锋设计了海洋主题特色科学探索营,活动内容涵盖海洋环境、海洋生态、海洋地质等多个领域



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同时还有潜水观察珊瑚、种植珊瑚等体验全面拓展科学视野,构建完整知识体系,锻炼动手实践与科学探究能力,在唤醒自主学习的内驱力的同时培养大家的团队协作精神。

  

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