期刊首页 优先出版 当期阅读 过刊浏览 作者中心 关于期刊 English

《中国工程科学》 >> 2021年 第23卷 第6期 doi: 10.15302/J-SSCAE-2021.06.007

温差能与低温海水资源综合利用研究

1. 中海油研究总院有限责任公司,北京 100028;

2. 西南石油大学机电工程学院,成都 610500;

3. 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江),广东湛江 524013
 

资助项目 :中国工程科技发展战略广东研究院咨询项目“海洋能与深层海水资源综合利用战略研究” (2019-GD-15); 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江)项目 (ZJW-2019-05) 收稿日期: 2021-05-31 修回日期: 2021-08-10 发布日期: 2021-11-03

下一篇 上一篇

摘要

我国海洋温差能资源量巨大,主要分布在广东省和南海海域,是区域能源结构优化以实现碳达峰、碳中和的有效支撑,也是未来我国南海、 21 世纪海上丝绸之路沿线诸多岛屿能源补给保障的重要途径;目前海洋温差能发电( OTEC)技术和装备尚处于实验阶段,兆瓦级试验电站建设成本巨大,整体技术成熟度不及商业级利用规模,亟待发展突破。本文总结了国内外 OTEC 及综合利用的发展模式、技术装备所面临的挑战,针对南海温差能资源开发困境、广东省液化天然气( LNG)冷能资源浪费等情况,提出了以 LNG 气化的低温海水替代深层海水进行温差能发电的新途径。建议以珠海 LNG 气化站为例,探索 LNG 冷能回收 – 温差能发电、低温冷海水综合利用示范基地的发展模式;通过初步概算示范基地的投资与收益,完成了相应模式的经济与技术可行性论证。相关发展模式建议、应用案例论证过程,可为我国温差能与低温海水资源综合利用提供技术借鉴和应用参考。

图片

图 1

图 2

图 3

参考文献

[ 1 ] 深圳市中投顾问股份有限公司. 2016—2020年中国海洋能行业 投资分析及前景预测报告 [R]. 深圳: 深圳市中投顾问股份有限 公司, 2016. Shenzhen Sino-investment Consulting Co., Ltd. Investment analysis and prospective forecast report of China marine energy industry 2016—2020 [R]. Shenzhen: Shenzhen Sino-investment Consulting Co., Ltd.

[ 2 ] 张继生, 唐子豪, 钱方舒. 海洋温差能发展现状与关键科技问题 研究综述 [J]. 河海大学学报(自然科学版), 2019, 47(1): 55–64. Zhang J S, Tang Z H, Qian F S. A review of recent advances and key technologies in ocean thermal energy conversion [J]. Journal of Hohai University(Natural Sciences), 2019, 47(1): 55–64. 链接1

[ 3 ] 岳娟, 于汀, 李大树, 等. 国内外海洋温差能发电技术最新进展 及发展建议 [J]. 海洋技术学报, 2017, 36(4): 82–87. Yue J, Yu T, Li D S, et al. Study on the up-to-date progress and suggestions for ocean thermal energy conversion technologies [J]. Journal of Ocean Technology, 2017, 36(4): 82–87. 链接1

[ 4 ] 井上興治, 大内一之, 實原定幸. 離島における海洋深層水を 利用した温泉水バイナリー発電の研究 [J]. 海洋深層水研究, 2015, 16(1): 1–8. 链接1

[ 5 ] 兰志刚, 于汀, 焦婷, 等. 基于专利信息的海洋温差能发电技 术成熟度预测及关键技术领域分析 [J]. 中国海上油气, 2020, 32(6): 185–190. Lan Z G, Yu T, Jiao T, et al. Maturation prediction and key technology field analysis of ocean temperature difference energy generation technology based on patent information [J]. China Offshore Oil and Gas, 2020, 32(6): 185–190. 链接1

[ 6 ] 詹文欢, 姚衍桃, 孙杰. 广东省海洋环境资源基本现状 [M]. 北 京: 海洋出版社, 2013. Zhan W H, Yao Y T, Sun J. Basic status of marine environment and resources in Guangdong Province [M]. Beijing: China Ocean Press, 2013.

[ 7 ] International Gas Union. 2020 world LNG report [EB/OL]. (2020-05-20)[2021-05-31]. https://www.igu.org/wp-content/uploads/2020/04/2020-World-LNG-Report.pdf. 链接1

[ 8 ] 袁童. BOG处理与LNG再气化过程的能量匹配研究 [D]. 大连: 大连理工大学(硕士学位论文), 2020. Yuan T. Study on energy matching between BOG treatment and LNG regasification process [D]. Dalian: Dalian University of Technology(Master’s thesis), 2020. 链接1

[ 9 ] 刘伟民, 麻常雷, 陈凤云, 等. 海洋可再生能源开发利用与技术 进展 [J]. 海洋科学进展, 2018, 36(1): 1–18. Liu W M, Ma C L, Chen F Y, et al. Exploitation and technical progress of marine renewable energy [J]. Advances in Marine Science, 2018, 36(1): 1–18. 链接1

[10] 薛海峰, 刘延俊, 侯云星, 等. 海洋温差能闭式循环的研究与进 展 [J]. 海洋技术学报, 2018, 37(6): 109–121. Xue H F, Liu Y J, Hou Y X, et al. Study and development of closed-cycle systems of ocean thermal energy conversion [J]. Journal of Ocean Technology, 2018, 37(6): 109–121. 链接1

[11] Owens W L, Trimble L C. Mini-OTEC operational results [J]. Journal of solar Energy Engineering, 1981, 103(3): 233–240. 链接1

[12] Lennard D E. Ocean thermal energy conversion: Past progress and future prospects [J]. IEE Proceedings A(Physical Science, Measurement and Instrumentation, Management and Education, Reviews), 1987, 134(5): 381–391. 链接1

[13] 苏佳纯, 曾恒一, 肖钢, 等. 海洋温差能发电技术研究现状及在 我国的发展前景 [J]. 中国海上油气, 2012, 24(4): 84–98. Su J C, Zeng H Y, Xiao G, et al. Research status and prospect of ocean thermal energy conversion technology [J]. China Offshore Oil and Gas, 2012, 24(4): 84–98. 链接1

[14] Hartman D J. Makai connects world’s largest ocean thermal plant to U.S. grid [EB/OL]. (2015-08-10)[2021-05-31]. http://www. makai.com/makai-news/2015_08_29_makai_connects_otec/. 链接1

[15] 高橋正征. 日本における海洋深層水の利活用の過去·現在·未 来 [J]. 海洋深層水研究, 2019, 19(3): 149–157. 链接1

[16] 山城保雄. 久米島海洋温度差発電複合利用 [J]. 海洋深層水研 究, 2010, 11(1): 1155–120. 链接1

[17] 中村幸雄. 多段利用にチャレンジする久米島モデル [J]. 海洋 深層水研究, 2017, 18(3): 210–211.

[18] 陈凤云, 刘伟民, 彭景平. 海洋温差能发电技术的发展与展望 [J]. 绿色科技, 2012 (11): 246–248. Chen F Y, Liu W M, Peng J P. Development and prospect of ocean thermoelectric power generation technology [J]. Journal of Green Science and Technology, 2012 (11): 246–248. 链接1

[19] 王义强. 海洋温差发电上原循环系统的研究 [D]. 青岛: 青岛理 工大学(硕士学位论文), 2011. Wang Y Q. Research on the primary cycle system of marine thermoelectric power generation [D]. Qingdao: Qingdao University of Technology(Master’s thesis), 2011. 链接1

[20] 李明杰, 李军. 国外深层海水开发利用现状及未来我国开发设 想 [J]. 海洋开发与管理, 2012, 29(5): 52–55. Li M J, Li J. Status quo of deep sea water development and utilization abroad and future development plan in China [J]. Ocean Development and Management, 2012, 29(5): 52–55. 链接1

[21] 封光, 钟爽. 海洋温差发电的研究现状与展望 [J]. 东北电力大 学学报, 2011, 31(2): 72–77. Feng G, Zhong S. Research review and prospect of the ocean thermal energy conversion [J]. Journal of Northeast Electric Power University, 2011, 31(2): 72–77. 链接1

[22] 李大树, 张理. 海洋温差发电系统蒸发压力及工质优选分析 [J]. 可再生能源, 2017, 35(7): 1101–1106. Li D S, Zhang L. Numerical analysis on evaporating pressure and working fluids of ocean thermal energy conversion [J]. Renewable Energy Resources, 2017, 35(7): 1101–1106. 链接1

[23] 陈建新, 胡芃, 陈则韶, 等. R125/R600a二元混合物的热力学性 质 [J]. 工程热物理学报, 2008, 29(4): 553–556. Chen J X, Hu F, Chen Z S, et. al. Thermodynamic properties of R125/R600a binary mixtures. [J]. Journal of Engineering Thermophysics, 2008, 29(4): 553–556. 链接1

[24] 人民网. 全球唯一处于运转状态的海洋温差发电设备 [EB/ OL]. (2013-04-02)[2021-05-31]. http://finance.people.com.cn/ n/2013/0402/c348883-20999640.html. People’s Daily Online. The only global power generation equipment in the running state of the ocean temperature difference [EB/ OL]. (2013-04-02)[2021-05-31]. http://finance.people.com.cn/ n/2013/0402/c348883-20999640.html. 链接1

[25] 国家海洋技术中心. 中国海洋能技术进展2016 [M]. 北京: 海洋 出版社, 2016. National Marine Technology Center. Progress of marine energy technology in China 2016 [M]. Beijing: China Ocean Press, 2016.

[26] Chen F Y, Liu L, Peng J P, et al. Theoretical and experimental research on the thermal performance of ocean thermal energy conversion system using the rankine cycle mode [J]. Energy, 2019, 183: 497–503. 链接1

[27] 青岛蓝谷. 研发海洋温差能发电, 运用可再生能源 [EB/OL]. (2017-05-05)[2021-05-31]. http://qdlg.qingdao.gov.cn/n32561027/ n32561043/180402094044570250.html#. Qingdao Oceantec Valley. Research and development of ocean thermoelectric power generation, the use of renewable energy [EB/OL]. (2017-05-05)[2021-05-31]. http://qdlg.qingdao.gov.cn/ n32561027/n32561043/180402094044570250.html#. 链接1

[28] 张雅洁, 赵强, 褚温家. 海洋能发电技术发展现状及发展路线图 [J]. 中国电力, 2018, 592(3): 98–103. Zhang Y J, Zhao Q, Chu W J. Development status and development roadmap of ocean energy power generation technology [J]. Electric Power, 2018, 592(3): 98–103. 链接1

[29] 广东电力交易中心有限责任公司. 广东电力市场2020年年度报 告 [R]. 广州: 广东电力交易中心有限责任公司, 2021. Guangdong Power Exchange Center Co. Ltd. Guangdong electric power market report in 2020 [R]. Guangzhou: Guangdong Power Exchange Center Co. Ltd., 2021.

[30] 广东省自然资源厅, 广东省发展和改革委员会, 广东省工业和 信息化厅. 广东省加快发展海洋六大产业行动方案(2019— 2021年) [EB/OL]. (2019-12-31)[2021-05-31]. https://www.scau. edu.cn/_upload/article/files/9e/42/4a05ed0c445395ede5a124eaa2ca/8cca7555-6258-41ca-882d-6d51a98b1595.pdf. Department of Natural Resources of Guangdong Province, Guangdong Province Development and Reform commission, Department of Industry and Information Technology of Guangdong Province. Action plan of Guangdong Province to accelerate the development of six marine industries (2019—2021) [EB/OL]. (2019- 12-31)[2021-05-31]. https://www.scau.edu.cn/_upload/article/ files/9e/42/4a05ed0c445395ede5a124eaa2ca/8cca7555-6258-41ca -882d-6d51a98b1595.pdf. 链接1

[31] 广东省人民政府. 广东省2020年度碳排放配额分配实施方案 [EB/OL]. (2020-12-04)[2021-05-31]. http://www.cnemission.com/ article/zcfg/gdszcwj/202012/20201200002034.shtml. Peoples’s Government of Guangdong Province. Guangdong Province 2020 annual carbon emission quota allocation implementation plan [EB/OL]. (2020-12-04)[2021-05-31]. http://www.cnemission. com/article/zcfg/gdszcwj/202012/20201200002034.shtml. 链接1

[32] 新华网. 全球第一台华龙一号核电机组投入商业运行 [EB/ OL]. (2021-01-30)[2021-05-31]. http://www.gov.cn/xinwen/2021-01/30/content_5583759.htm. Xinhua Net. The world’s first Hualong-1 nuclear power unit was put into commercial operation [EB/OL]. (2021-01-30)[2021-05- 31]. http://www.gov.cn/xinwen/2021-01/30/content_5583759.htm. 链接1

[33] 前瞻经济学人. 2020年广东省LNG接收站行业市场现状及发展 前景分析 [EB/OL]. (2020-12-04)[2021-05-31]. https://baijiahao. baidu.com/s?id=1685114675067282243&wfr=spider&for=pc. Forward-The Economist. Analysis of the market status and development of Guamgdong Province LNG receiving station industry in 2020 [EB/OL]. (2020-12-04)[2021-05-31]. https://baijiahao.baidu. com/s?id=1685114675067282243&wfr=spider&for=pc. 链接1

[34] 潇湘晨报. 中海油珠海接收站接卸LNG总量突破1000万吨 [EB/OL]. (2020-06-15)[2021-05-31]. https://baijiahao.baidu.com/ s?id=1669567770882658041&wfr=spider&for=pc. Xiaoxiang Morning News. The total amount of LNG received and unloaded at CNOOC Zhuhai terminal exceeded 10 million tons [EB/OL]. (2020-06-15)[2021-05-31]. https://baijiahao.baidu.com/ s?id=1669567770882658041&wfr=spider&for=pc. 链接1

[35] 广东珠海金湾液化天然气有限公司. 中国海油珠海LNG项目一 期工程 [R]. 珠海: 广东珠海金湾液化天然气有限公司, 2019. Guangdong Zhuhai Jinwan LNG Co., Ltd. CNOOC Zhuhai LNG project phase I [R]. Zhuhai: Guangdong Zhuhai Jinwan LNG Co., Ltd., 2019.

相关研究