一、我國鹽差能產業資源和規劃現狀

　　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后濃度增加而產生的。被蒸發出來的大量水蒸汽在水循環過程中，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出現的海洋能。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0.65kw·h的電。一條流量為1m3／s的河流的發電輸出功率可達2340kw。從原理上來說，可通過讓淡水流經一個半滲透膜后再進入一 個鹽水水池的方法來開發這種理論上的水頭。如果在這一過程中鹽度不降低的話，產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，各國開展了許多調查研究，以尋求提取鹽差能的方法。實際上開發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利用工作。我國也很重視海水鹽差能的開發利用，據估計，我國在河口地區的鹽差能約有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。近年來迅速發展的世界海洋能網海洋鹽差發電技術，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，使濃度高的一側水位升高，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電系統。

　　這種系統把發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，而在底部保持穩定的鹽度差。這種發電系統是一種很有發展前途的滲透壓式鹽差能發電系統。

　　現在，人們正在研究開發一種新型的蒸氣壓式鹽差能發電系統。在同樣的溫度下，淡水比海水蒸發得快。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，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電系統和滲析式鹽差能發電系統等方式來獲得電能。經過實驗，也都有著誘人的發展前景。

　　據科學家分析，全世界世界海洋能網

　　海洋內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。

　　二、我國鹽差能產業發展歷程

　　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。淡水豐富地區的鹽湖和地下鹽礦也可以利用鹽差能。

　　海水鹽差能發電發展現狀

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

　　2011年5月美國斯坦福大學研發出鹽差能新型電池。2014年11月荷蘭第一座鹽差能試驗電廠也投入發電，電廠裝有400m2半滲透膜，每平方米半滲透膜的發電功率為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，推動水輪發電機組發電功率為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，海洋能發電裝置的轉換效率低，急需研發高轉換效率的發電裝置。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。發展海洋能既可以建立獨立分布式電站，也可以 建立并網式電站。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，不考慮并網問題。 當考慮海洋能發電并網時，海洋新能源并網會給電力系統的調峰、調頻、電壓控制、電能 質量等帶來一定的影響。 為了充分發揮海洋能發電的優勢，解決其輸出功率波動對電網的影響，需要在發電 系統中配置一定容量的儲能裝置。控制儲能系統和發電場的協調運行，使儲能系統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的功率波動，改善并網設備運行穩定性，提高源網協調性能。

　　鹽差能發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、我國鹽差能產業發展現狀分析

我國主要海洋能項目用海現狀

資料來源：公開資料整理

國內外已建的主要潮汐電站

資料來源：公開資料整理

　　國內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。暫無較大的發電項目。