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海水盐差能(英文:Osmotic power或salinity gradient power)或盐差能(Ocean Salinity Energy)是指海水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。在海水和江河水相交汇处容易产生咸淡水。据估算,地球上存在着26亿千瓦可利用的盐差能,其能量甚至比温差能还要大。淡水丰富地区的盐湖和地下盐矿也可以利用盐差能。

在实验室环境下,该技术已经被证实。荷兰的逆电析法(RED)和挪威的压力迟滞渗透膜法(PRO)正将此能源用作商业用途。但膜的昂贵成本是一个障碍。而现在研发出一个新型较为便宜的膜,利用电改性的聚乙烯塑料,它适合于潜在的商业用途。其他的方法已经提出,目前正在开发。主要有双电层电容器技术和蒸汽压力差方法。

挪威国家电力公司已经兴建全球第一间渗透压发电厂(Statkraft osmotic power prototype in Hurum),容量为4千瓦,于2009年11月24日在挪威托夫特落成[1]。这个厂使用聚酰亚胺(Polyimide)膜,并能够产生1W/m² 的能量密度。

发电原理

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液中扩散,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的化学电位差能,并将其转换为有效电能

科学家经过周密的计算后发现在17°C时,如果有1摩尔盐类从浓溶液中扩散到稀溶液中去,就会释放出5500焦的能量来。

其基本方式是将不同盐浓度的海水之间的化学电位差能转换成水的势能,再利用水轮机发电,具体主要有渗透压式、蒸汽压式和机械—化学式等,其中渗透压式方案最受重视[2]

潜在的环境问题

海水与河水的水质及盐度不同。不同的水生生物有其相对应的耐受盐度,淡水、咸淡水或者是海水。海水盐差能主要的排放物为不同盐度溶液的混合水. 而经常排放大量的低盐度水会造成周遭海域盐度的波动。 虽然在河口及大海的交界处,盐度波动属于自然现象,剧烈的盐度波动仍有降低生物多样性的隐忧。根据多数环境保育人士的建议,在建设海洋能发电厂时应考虑对生态环境的冲击。

对环境较小冲击的方法之一是把稀释后的混合水排放至海洋中层(即非表层或底层海洋的区域)。

因为逆电析法(RED)和压力迟滞渗透膜法(PRO)都需要使用大量的海水及河水,入水处的选择及规划格外受到重视。除了需符合法规,也需要经过环境影响评估会议等程序。

视频

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盐差发电项目

参考文献