Monday, April 29, 2013

海洋溫差發電 - 國際發展

上一篇 OTEC 基本介紹有提到許多溫差發電的優缺點,國際上 OTEC 的研究早從1990年開始,赤道兩側的表層海水溫度高,能夠方便取得海洋深層水的國家開始不少嘗試,例如美國、日本、印度、台灣,但是電廠初期的大量投資,管線鋪設的風險,天然災害的威脅,至今全世界尚未有商業運轉的OTEC電廠。隨著近年技術進步與低碳能源的風潮,,又興起一股 OTEC 發展的熱潮,例如美國海軍在夏威夷Kona島上 100 kW 岸式 OTEC 實驗機組是目前全世界最大的測試電廠、中國海南島附近正在規劃離岸 10 MW 的 OTEC 電廠、法國也在其印度洋的島上安排實驗計劃。



夏威夷 Kona ,100 kW OTEC 測試機組是目前全世界最大的機組,有兩條深層海洋水管,620m 深 1m 寬的管子與 914m 深 1.4m 寬的管子(15萬噸海水/day),發電機組的計劃預算為 $1.0 million,預計會在2014年2月運轉。100 kW 的測試機組提供OTEC商業化之前重要的操作與設計數據。研究目標為模擬在 10 MW 商業運轉狀態下,最佳化發電機組的參數,另外一個重點是研究大型的熱交換系統,10 MW 的電廠每天熱交換的水量是約 20-30 萬噸的海水,必須能夠維持高效率的熱交換,此外,熱交換系統價格會佔總系統很大的一個部分,因此發展便宜又大碗,能夠在海水腐蝕性強的狀況下,穩定的熱交換系統,顯得格外重要。


該計劃出資的單位是美國海軍,由於能源安全也屬於國防安全的一部分,在太平洋島嶼上的基地如果能夠擺脫對石化能源的依賴,將強化軍隊能源的自主性,美國海軍的計劃是在 2020 年夏威夷的基地,能源需求能夠達到自給自足。執行單位 Makai Ocean Engineering 則是在 OTEC 領域技術領先的公司,過去有接下不少案子。另外在Knoa島上,Makai Ocean 還有 10MW、100 MW 的離岸電廠計劃。在2013年3月美國海軍 OTEC 電廠的計劃,因為投資回本的時間長,美軍暫緩離岸大型電廠的興建計劃。
(2013.03 OTEC News)

夏威夷島上有三間OTEC公司,都有數十年的發展歷史,分別是Maikai Ocean Engineering、OTEC corporation、OTEC international LLC。

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Lockheed Martin 與香港華彬集團(Reignwood Group)宣布在中國南海建立 10 MW 的 OTEC 發電廠,因為南海距離深層海水上有100公里的距離,推測應該會是離案發電廠的設計,這座電廠將會是目前全球最大的OTEC電廠,電力將提供華彬集團的飯店的能源,預計今年將會完成 concept 設計,明年會開始施工。

中國OTEC的發展,我覺得很精彩,因為今年開始設計,明年希望順利開始施工,中國 OTEC 的發展就會從從落後轉變成全球領先。
(2013.04. 新聞稿

Lockheed Martin也是OTEC研究歷史悠久的公司,其網頁上有很清楚的離岸機組的影片。



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印度洋,DCNS法國的海軍防衛公司在印度洋的La Reunion島上測試OTEC的熱交換設備與蒸發設備(evaporator),該計劃利用熱汞的熱源作為熱交換,尚未以深層海水測試。(2013.04 OTEC News)


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日本在OTEC已經有多年的研究,主要的研究單位有佐賀大學 Saga University,與另外兩間公司 GEC、Xenesys。但是目前我還沒有找到太多實際的案例。
http://www.otecnews.org/2012/07/otec-pilot-plant-to-be-built-in-okinawa-prefecture/

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印度的National Institute of Ocean Technology,在 Tamil Nadu 海岸建造1.2公里長、1公尺寬的海洋深水管,預計連接1 MW的OTEC電廠,但離岸電廠與管線連接出狀況,導致這個計劃目的轉型成為深層海水淡化用。

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英國的 OTEC 公司 Energy Island 有不少 OTEC 電廠和波浪發電的設計,值得一看。

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本篇文章的內容主要參考OTEC news,該網站持續搜集全世界OTEC最新的發展狀況!

希望看完這篇零散的國際發展文章,你會更好奇下一篇關於台灣在深層海洋水與 OTEC 應用的發展狀況。

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