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IEA-OES发布《海洋热能转换白皮书》

编译者:liguiju发布时间:Nov 1, 2021点击量:40 来源栏目:政策法规

国际能源署海洋能源系统(IEA-OES)于2021年10月19日发布了《海洋热能转换白皮书》(White Paper Ocean Thermal Energy Conversion),描述了全球探索热能资源的项目和不同的选择,技术的现状和发展障碍,最后提出从小型示范到预商业原型单元发展的关键建议。

这份白皮书的主要结论包括:

海洋热能转换(OTEC)是具有巨大潜力的基础负荷电源

热带海洋是一个巨大的太阳能收集器,OTEC工艺可以使海洋热能转化为清洁电力并每年365天24小时不间断供电。保守测算OTEC的全球最大功率输出可能高达8 000 GW,这比目前世界发电量还要多。因此,OTEC有潜力在能源转型过程和全球脱碳方面作出重大贡献。

其他OTEC联产包括海水淡化

除了发电,OTEC动力循环在能源生产过程中也可以配置用来处理海水淡化。对于许多热带地区而言,淡水是一种稀缺、关键和宝贵的商品。深海海水富含营养物质,也可用于促进水产养殖。来自OTEC电厂的冷却水可用于大规模空调制冷,这可以节约一些地区90%的空调耗电量。冷却水也可用于温控农业。特别适用于深海浮式OTEC工厂,抽取富含营养的深水可能会促进藻类生产,这样可能会减少大气层的二氧化碳。

简单可靠的技术已在夏威夷和日本得到验证

OTEC工艺简单,运行压力相对较低。简单性能通常可以确保设备高的正常运行时间和高的可靠性,正如OTEC在夏威夷和日本的工厂。因此,尽管目前规模相对较小,但是有完善的内场表现跟踪记录。

最小平台经久耐用

不同于风能(陆基或浮式)或太阳能(陆基或浮动),OTEC电厂占地面积要求很小。浮式油气生产经验表明,浮动设施经久耐用。浮式OTEC船舶可以在需要时进行干坞,从而延长设施寿命和降低成本。

小岛屿发展中国家(SIDS)有潜力发展2.5+ MW多产品

有成熟的管道技术,可以实现基于岛屿的2.5 MW系统。多产品生态度假村(包括清洁和绿色能源、淡水、水产养殖、空调等)对小岛屿发展中国家来说具有吸引力,但还需要通过上网电价提供支持,这样的系统才能体现出可接受的资本投资回报。这是因为所需的海水管道成本相当较高,功率输出相抵较低。目前管道部署规模受限于通过利用标准设备实现部署成本最小化;需要更大的管道,但这会急剧增加潜在安装成本。

10 MW浮式OTEC技术上可实现但尚未商业化

考虑到过去15年在深水油气浮式生产市场重大技术(包括浮式液化天然气<FLNG>)的发展,判断目前建造10 MW净浮式OTEC发电厂在技术上是可行的。在这个输出功率相对有限的情况下,吸引私营部门单独来开展这样一项原型项目是有困难。投资者更愿意看到此类项目有支持性的上网电价补贴等。

需要政府支持开展2.5+ MW示范厂

目前已成立的能源公司及影响投资者热衷于投资可再生能源项目,前提是它们表现出良好的未来潜力,并被认为技术风险低。因此,国际政府有必要支持鼓励建设示范电厂以获取运营2.5 MW电厂至少一年或两年以上的性能数据。这种支持可以通过上网电价或其他财政激励措施,例如更低的利率贷款,免费获得沿海土地,使用政府海洋调查船,海军支持安装等。

扩大到100+ MW缺少什么?

目前,对于浮动OTEC电厂扩大到100 MW或更大的主要挑战在于安装直径更大的冷水进水管和随着时间推移来证明其可靠性的信心。在实践中,来自建造和运营10 MW浮式OTEC工厂的经验将允许工程师和材料专家为大型工厂确定合适的设计。10 MW电厂全尺度规模经验将允许开发准确的模拟,在建造前为大规模拟议设计提供数值评估。

OTEC的长期潜力

如果投资回报有吸引力,大型非系泊“放牧式”OTEC 船舶的长期潜力是巨大的。这可能需要在海上合成氢气、氨气或甲醇,然后通过专用的穿梭油轮出口,这有点类似于浮式生产储油卸油装置(FPSOs)。现有基础设施(如造船厂和石油和天然气制造商)也可以重新用于浮式OTEC设施。因此,经济机会是巨大的,包括二氧化碳减排。船厂和制造商可以针对OTEC船舶、涡轮机、泵、海水管道和相关的氨或甲醇(氢)运载穿梭油轮进行优化。

需要对OTEC潜力和好处进行宣传和教育

相对较高的资本成本估计阻碍了OTEC的商业发展,另一个重要的因素是公众、政府和投资人群缺乏相关的知识和理解。主要挑战与实现远离碳氢化合物的全球能源转型所需要的规模有关,这需要对OTEC及其潜力有更多的了解,这会帮助吸引上网电价等措施的支持加快采用这一主要绿色能源。

环境与生态影响

如果排放水在同等温度下的深度排放,预计从长期来看对海洋环境和生态的影响可以忽略不计。现有的小型电厂没有显示不利影响,但是,需要进一步详细研究扩大规模及其影响。

全文链接:https://www.ocean-energy-systems.org/publications/oes-position-papers/document/white-paper-on-otec/(李桂菊 编译)

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