一、我國鹽差能產(chǎn)業(yè)資源和規(guī)劃現(xiàn)狀

　　海水里面由于溶解了不少礦物鹽而有一種苦咸味，這給在海上生活的人用水帶來一定困難，所以人們要將海水淡化，制取生活用水。然而，這種苦咸的海水大有用處，可用來發(fā)電，是一種能量巨大的海洋資源。

　　在大江大河的入海口，即江河水與海水相交融的地方，江河水是淡水，海水是咸水，淡水和咸水就會自發(fā)地擴散、混合，直到兩者含鹽濃度相等為止。在混合過程中，還將放出相當多的能量。這就是說，海水和淡水混合時，含鹽濃度高的海水以較大的滲透壓力向淡水擴散，而淡水也在向海水擴散，不過滲透壓力小。這種滲透壓力差所產(chǎn)生的能量，稱為海水鹽濃度差能，或者叫做海水鹽差能。

海水鹽差能發(fā)電簡圖

資料來源：公開資料整理

　　海水鹽差能是由于太陽輻射熱使海水蒸發(fā)后濃度增加而產(chǎn)生的。被蒸發(fā)出來的大量水蒸汽在水循環(huán)過程中，又變成云和雨，重新回到海洋，同時放出能量。

　　鹽差能是以化學能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能。地球上的水分為兩大類：淡水和咸水。全世界水的總儲量為1.4X109km3，其中97.2％為分布在大洋和淺海中的咸水。在陸地水中，2.15％為位于兩極的冰蓋和高山的冰川中的儲水，余下的0.65％才是可供人類直接利用的淡水。海洋的咸水中含有各種礦物和大量的食鹽，1km3的海水里即含有3600萬t食鹽。在淡水與海水之間有著很大的滲透壓力差（相當于240m的水頭）。從理論上講，如果這個壓力差能利用起來，從河流流入海中的每立方英尺的淡水可發(fā)0.65kw·h的電。一條流量為1m3／s的河流的發(fā)電輸出功率可達2340kw。從原理上來說，可通過讓淡水流經(jīng)一個半滲透膜后再進入一 個鹽水水池的方法來開發(fā)這種理論上的水頭。如果在這一過程中鹽度不降低的話，產(chǎn)生的滲透壓力足可以將水池水面提高240m，然后再把水池水泄放，讓它流經(jīng)水輪機，從而提取能量。從理論上來說，如果用很有效的裝置來提取世界上所有河流的這種能量，那么可以獲得約2.6TW的電力。更引人注目的是鹽礦藏的潛力。在死海，淡水與咸水間的滲透壓力相當于5000m的水頭，而大洋海水只有240m的水頭。鹽穹中的大量干鹽擁有更密集的能量。利用大海與陸地河*界水域的鹽度差所潛藏的巨大能量一直是科學家的理想。在本世紀70年代，各國開展了許多調(diào)查研究，以尋求提取鹽差能的方法。實際上開發(fā)利用鹽度差能資源的難度很大。

　　由于海水鹽差能的蘊藏量十分巨大，世界上許多國家如美國、日本、瑞典等，都在積極開展這方面的研究和開發(fā)利用工作。我國也很重視海水鹽差能的開發(fā)利用，據(jù)估計，我國在河口地區(qū)的鹽差能約有1.6億千瓦。

　　科學研究證明，兩種含鹽量不同的海水在同一容器中，會由于鹽類離子的擴散而產(chǎn)生化學電位差能。同時，利用一定的轉換方式，可以使這種化學電位差能轉換成為電能。近年來迅速發(fā)展的世界海洋能網(wǎng)海洋鹽差發(fā)電技術，就是利用這種原理來工作的。

　　當兩種不同鹽度的海水被一層只能通過水分而不能通過鹽分的半透膜相分割的時候，兩邊的海水就會產(chǎn)生一種滲透壓，促使水從濃度低的一側通過這層膜向濃度高的一則滲透，使?jié)舛雀叩囊粋人�位升高，直到履兩側的含鹽濃度相等。

　　有人通過理論計算，江河入海處的海水滲透壓可以相當于240米高的水位落差。位于亞洲西部的死海，鹽度要高出一般海水的7～8倍，滲透壓可以達到500個大氣壓，相當于5000米高的大壩水頭。為了探索海水鹽差發(fā)電的效果，以色列一位名叫洛布的科學家在死海與約旦河交匯的地方進行實驗，利用滲透壓原理設計而成的壓力延滯滲透能轉換裝置，取得了令人滿意的成果。美國俄勒岡大學的科學家利用滲透原理，研制出了一種新型的滲透壓式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)。

　　這種系統(tǒng)把發(fā)電機組安裝在水深為228米以上的海床上，河流的淡水從管道輸送到發(fā)電機組。安裝在排出口前端的半透股只能通過淡水，不能通過海水。若將發(fā)電機組安裝在海面228米以下的地方，海水的靜壓力就會超過滲透壓。這時就會發(fā)生相反的過程，淡水向反向輸送。由于排出的淡水密度比周圍海水小，因而上浮混合，而在底部保持穩(wěn)定的鹽度差。這種發(fā)電系統(tǒng)是一種很有發(fā)展前途的滲透壓式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)。

　　現(xiàn)在，人們正在研究開發(fā)一種新型的蒸氣壓式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)。在同樣的溫度下，淡水比海水蒸發(fā)得快。因此，海水一邊的蒸氣壓力要比淡水一邊低得多，于是，在空室內(nèi)，水蒸氣會很快從淡水上方流向海水上方。只要裝上渦輪，就可以利用鹽差能進行工作。利用蒸氣壓式鹽差能發(fā)電不需要處理海水，也不用擔心生物附著和污染。除此之外，人們還采用機械一化學式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)和滲析式鹽差能發(fā)電系統(tǒng)等方式來獲得電能。經(jīng)過實驗，也都有著誘人的發(fā)展前景。

　　據(jù)科學家分析，全世界世界海洋能網(wǎng)

　　海洋內(nèi)儲藏的鹽差能總輸出功率可以達到35億千瓦之多。而且，大部分海水在循環(huán)中會得到不斷的更新和補充，因此，它那巨大的能量，正等待著人們努力探索和開發(fā)。

　　二、我國鹽差能產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

　　鹽度差能是海水和淡水之間或兩種含鹽濃度不同的海水之間的化學電位差能，主要存在于河海交接處。淡水豐富地區(qū)的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。

　　海水鹽差能發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀

　　1939年海水鹽差能發(fā)電的概念被首次提出，由于鹽差發(fā)電技術最為關鍵的組件——滲析膜的發(fā)展滯后，鹽度差能發(fā)電技術進展較為緩慢。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，滲透壓能法每平方米膜面積的發(fā)電功率已從0.1W提高到3W。

　　2003年挪威斯塔特克拉弗特公司建成世界上第一個專門研究鹽差能的實驗室，并于2009 年11月建成世界上建設一座 4kW 的鹽差能發(fā)電站。

　　2011年5月美國斯坦福大學研發(fā)出鹽差能新型電池。2014年11月荷蘭第一座鹽差能試驗電廠也投入發(fā)電，電廠裝有400m2半滲透膜，每平方米半滲透膜的發(fā)電功率為1.3W，每小時可處理22萬升海水和 22萬升淡水。我國在 1980 年前后開始鹽差能發(fā)電研究，1985年在西安采用半透膜，研制成功干涸鹽湖濃差能發(fā)電實驗室裝置，半透膜面積為14 m2。試驗中淡水向溶液濃鹽水滲透，溶液水柱升高10 m，推動水輪發(fā)電機組發(fā)電功率為0.9~1.2W。

　　三、我國鹽差能市場階段性特征

　　海洋能發(fā)電一般是先將海洋能轉換成機械能，再轉換為電能。目前，海洋能發(fā)電裝置的轉換效率低，急需研發(fā)高轉換效率的發(fā)電裝置。同時，海洋能輸出功率受自然資源特性，如潮流流速流向、波浪浪高等限制，具有很強的隨機變化性、間歇性、波動性等特點，輸出功率變化大。發(fā)展海洋能既可以建立獨立分布式電站，也可以 建立并網(wǎng)式電站。建立獨立式電站應考慮電力用戶需求問題，只要沿海和島嶼居民有需求就可以就近布置電 站，不考慮并網(wǎng)問題。 當考慮海洋能發(fā)電并網(wǎng)時，海洋新能源并網(wǎng)會給電力系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻、電壓控制、電能 質(zhì)量等帶來一定的影響。 為了充分發(fā)揮海洋能發(fā)電的優(yōu)勢，解決其輸出功率波動對電網(wǎng)的影響，需要在發(fā)電 系統(tǒng)中配置一定容量的儲能裝置。控制儲能系統(tǒng)和發(fā)電場的協(xié)調(diào)運行，使儲能系統(tǒng)適時吸收和釋放功率，可以有效地平抑海洋能電場注入電網(wǎng)的功率波動，改善并網(wǎng)設備運行穩(wěn)定性，提高源網(wǎng)協(xié)調(diào)性能。

　　鹽差能發(fā)電的主要工作原理是將不同鹽濃度海水之間的化學電位差能轉換成水的勢能，再驅動水輪機 發(fā)電。鹽差能的研究以美國、以色列的研究較為領先，中國、瑞典和日本等也開展了一些研究。 例如， Statkraft公司從1997年開始研究鹽差能利用裝置，2003 年建成世界上第一個專門研究鹽差能的實驗室， 2008年設計并建設了一座功率為2~4kW的鹽差能發(fā)電站。相比其他海洋能而言，鹽差能利用技術還處于 實驗室原理研究階段。

　　四、我國鹽差能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國主要海洋能項目用海現(xiàn)狀

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國內(nèi)外已建的主要潮汐電站

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　　國內(nèi)鹽差能相比其他海洋能而言，鹽差能利用技術還處于實驗室原理研究階段。暫無較大的發(fā)電項目。