热海水与冷海水孕育电

热海水与冷海水孕育电

人们把海洋称为“热锅炉”。当然，为这个庞大无比的“热锅炉”加热煮海的，不是我国民间传说中的张羽，而是太阳。

太阳光经过1.5亿千米，历时8分钟的旅行后，除掉损耗，约将80万亿千瓦的太阳能照射在地球上。海洋占据地球表面积70%以上，那么约有60万亿千瓦的太阳能被海洋吸收了。算下来，海洋一昼夜所接受的太阳能相当于1700多亿吨优质煤的热量，而目前人类一年的能源消耗才不过是100亿吨标准煤。

海洋所接受的太阳能，除了一小部分直接反射到空气中以外，大部分被海水吸收。海水吸收了太阳能，水分子运动速度加快，水温升高。这样，太阳光的辐射能就被转化为海水水分子热运动的动能贮存起来。海水贮存的太阳能，就是人们常说的海洋热能。海洋热能的储量极大，估计不下40万亿千瓦，取其千分之一，即400亿千瓦，大概就能满足2000年全世界全部能源需要。

根据能量守恒定律，自然界所发生的一切过程中的能量，既不会消灭，也不会产生，可以从一种形式转变为另一种形式。英国物理学家焦耳求得了热功当量：将1千克水的温度升高1℃，必须做约4180焦耳的功，反过来也是一样。根据这个公式，一些海洋工作者设想，要是能使海水温度在人工控制下降低，把它的内能转变为有用的功，去驱动机器，然后将机械能转变为电能那该多好啊！经过简单计算，结果令人振奋：如果一部机器1秒钟吸进1吨水，温度自动降低20℃，它所释放出的热量以4%～6%的效率变成电能，就可发出3000千瓦的电力来。

诱人的前景驱使人们对利用海洋热能发电进行研究。最初，有人提出利用赤道附近暖和的表层海水作为热源，用极地海水作为冷源，使海水产生温差进行发电。然而，按照这样的设想，必然要耗费巨资去敷设上万千米的管道，抽水的动力也将大得不堪设想，更不用说海水输送过程中的热量损失了。看来，这个设想是“远水冷却不了近热”。

那么，到哪里去找“冷海水”呢？人们经过观察测量发现，射到海面上的太阳能，在海面上层就被迅速吸收了，阳光射线受到海水的阻挡，越往深水吸收的热能越少。因而，海洋深层的水温比起表层的水温要低得多。例如，在低纬度海域大洋水下500米深处的水温，基本在5～10℃，而在3000米深处的水温则终年处在1～2℃。

如果把赤道表层海水作为热源，把2000米底层的海水作冷源，上下温差可达26℃以上，就可以用作温差发电。由此可见，用一根水管把底层的冷水抽上来，就可以“近水冷却热源”了。

1881年，法国科学家德松瓦尔研究了海水表层和深水层存在的温差之后，大胆提出：海洋热能是可以转化为电能的。他还预言海洋所储存的太阳能迟早有一天会被人类大规模利用。

那么有了“热源”，又有了“冷源”之后，是不是就可以把海洋热能转换为电能了呢？问题没有那么简单。我们知道，只有使海水沸腾产生蒸汽才能推动汽轮机转动发电。可是海水的“热源”，只有30℃左右，要把它加热沸腾，势必要耗费大量的燃料，这是很不经济的事情。那么有没有一种简便经济的办法使热能转换为电能呢？根据水的物理特性，我们知道，在1个大气压下，水温升到100℃，水便沸腾；另一方面，在水温度不变的情况下，当压力降到一定值时，水也会沸腾。这种获得蒸汽的方法叫“扩容法”。用“扩容法”得到的蒸汽能否推动机器发电？法国科学家克劳德率先进行了试验。

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