신재생 에너지 연구소

크리스토퍼 D. 배리, PE로

Q : 요즘 많이 오션 에너지에 대해 듣지 못했어요. 그것은 세계적인 규모의 바다 우리가 그것을하는 동안 많은 추가 혜택 아마, 에너지 개발을 위해 우리를 제공하는 것이 나에게 보일 수있을 것입니다. 그 전면에 새로운 발전이 있습니까? - 제이슨 S., 키 웨스트, 플로리다.

A : 해양 열에너지 전환 (OTEC)은 따뜻한 표면 물과 차가운 깊은 물 사이의 온도 차이에 걸쳐 열 엔진 운영을 통해 태양 에너지를 추출합니다. 열대에서 표면 바닷물 80 ° F 위에 있지만, 약 1,000 미터의 바다 깊이에, 물 온도는 바다에 어디 에나 영하 있습니다. 이것은 표면 바다에서 에너지를 추출하는 데 사용할 수있는 45-50 ° F 온도 차등을 제공합니다.

물론, 이러한 낮은 차동와 같은 방식의 카르노 효율이 매우 낮은되며 85 ° F 35 사이의 운영 체제에 대한 ° F의 최대 이론 효율은 9.2 %이며 실제 효율성을 덜 수 있습니다. 에 관계없이, OTEC은 에너지를 생성 기술적으로 실현 가능한 방법으로 증명되었습니다.

차가운 물로 응축 있지만, 대부분의 개념은 낮은과 액체를 사용하여 랭킨 사이클을 가지고있는 표면 바다에서 파생된 낮은 온도 차이 스털링 사이클 엔진과 수증기의 직접적인 사용을 포함하여 열 엔진에 대해 서로 다른 개념은 여러 가지가있을 수 있습니다 비등점.

그것은 이렇게 작동 : 따뜻한 물을 같은 수증기로 암모니아와 같은 액체를 가열하는 데 사용됩니다. 수증기 다음 전원을 생성하는 터빈을 통해 실행되며 냉수는 그것을 압축하는 데 사용됩니다. 가 예로 암모니아를 이용하자. 85시 암모니아 종기 35 ° F와 166 PSI와 응축 ° F 66 PSI. 이것은 우리에게 터빈을 실행 100 PSI를 제공합니다. 그것이, 과열 증기 재열 사이클에 사용되는 유사한 전략으로 조금 없어졌다 수 있지만 불행히도이주기는 약 7 % 효율을 제공합니다. 그러나 가장 큰 장점은 OTEC 아무런 컬렉터와 태양광 발전 시스템이다 - 바다 자체는 컬렉터입니다. 이것은 또한 지속적으로 사용할 수있다는 것을 의미합니다.

고려 사항, 문제 및 솔루션

뿐만 아니라 많은 실질적인 문제가 있습니다. 다시, 암모니아와 예를 들어, 암모니아 공격 구리 베어링 합금은,하지만 구리 합금은 해양 오염에 저항하고, 오염만이 소량 충분히 크게 효율성을 절단하는 것입니다. 암모니아를 사용하는 시스템은 정교한 수변 청소 시스템을 가지고있다. 그것이 (대부분의 OTEC 설계 떠있는 플랫폼 있으며, 열린 바다에서 "방목") 떠있다면 효율 낮은 머리 터빈, 매우 높은 성능 열교환기, 긴 냉수 파이프 및 플랫폼의 디자인 문제도 있습니다.

마지막으로 에너지를 사용하는 문제가있는 것입니다. 열대 깊은 물이 멀리 에너지 시장에서 일반적이기 때문에 대부분의 OTEC 식물, 바다에서 멀리되며, 에너지가 '좌초 "입니다. 있도록

70'sa 몇 개발자는 향상된 열 교환기 및 터빈 기술과 혁신적인 플랫폼과 냉수 파이프 설계 및 재료, 다른 유체를 사용하는 방법과 함께 실험을했습니다 때문이다.

다른 개발자는 일반적으로 연료로 사용할 수있는하거나 화학 물질을 사용하는 것입니다 에너지를 ...에 대신하다 바다에서 에너지를 집중적으로 화학 물질을 만들어 좌초 에너지를 사용하는 기술에 노력하고 있습니다. 한 후보는 현재 비료에 대한 세계의 요구를 제공하기 위해 상당한 에너지를 필요로하고,뿐만 아니라 대체 연료로 사용할 수있는 암모니아입니다. 또 소금으로 만든 나트륨이다; 물에 나트륨 십일파운드를 결합하면 수소 일파운드을합니다. 따라서 나트륨은 잠재적으로 수소를위한 매우 효과적인 "저장 매체"입니다. 이러한 개발은, 플러스 에너지의 증가 비용은, 사람들은 OTEC에서 다시 찾고있다.

OTEC 및 탄소 Sequestering

그러나, 깊은 차가운 물은 영양분을 가득 싣고있다. 열대에서 따뜻한 표면 바닷물은 deeps에 영양을 유지 모자로 차가운 물에 행위보다 가벼운 있습니다. 연안 해역이나 극지 근처보다 열대 바다에 훨씬 덜 삶이 이유입니다. 찬물의 upwelling가 어디 열대 바다는 비옥입니다.

그 중 하나가 upwelling은 페루 (또는 훔볼트) 현재가 영양 라덴 바닷물을 제공 페루의 해안입니다. 이 분야에서는 태양 에너지와 영양이 많은, 다산은 일반적으로 바다에만 100g에 비해 연간 m2 당 탄소 이해의 1천8백g에 관한 것입니다. 이것은 풍부한 어업을 생성하지만, 탄소의 대부분은 결국 폐기물과 죽은 미생물의 형태로 deeps에 싱크.

이 과정은 새로운 것이 아니다, 세계적 해양 미생물은 현재 연간 탄소 억 마흔에 대한 메트 릭 톤 격리. 그들은 이산화탄소의 주요 장기 싱크입니다.

자연의 최근 문제에서, 애교 머리와 Rapley은 탄소를 격리하는 deeps에서 물을 가지고 물결 구동 펌프를 활용하라고 제안했다. 그러나 OTEC는 깊은 물을 수년 금액을 가져와서 똑같이 할 수 있습니다. 한 설계에서, 초당 물 천 m3는 그물 출력 70 MW를 생산해야합니다.

우리는 다산 향상과 격리의 견적을 만들 수 있지만, 추측 nutrification을 최적화하도록 설계된 OTE​​C 공장 MW 당 연간 이산화탄소 격리 만 메트 릭 톤을 생산 수도 있습니다. 억만 장자 리처​​드 브랜슨 경에 의해 최근 도전은 지구 온난 화를 중단하기 위해 매년 이산화탄소 중 하나 수십억 톤의를 격리하는 것입니다, 공격 OTEC 프로그램, 수백 MW 식물의 수백이 만날 수 있도록.

경제 관점에서, OTEC 플랜트 비용으로 낙관적인 추측은 MW 당 백만 달러의 범위에 있습니다. 석탄에 의해 생성된 전기를 킬로와트 - 시간 (kWh)는 이산화탄소, kWh 혼자 탄소 크레딧 OTEC 식물의 자본 비용을 커버 수도 당 1-2 센트의 탄소 세금 kg에 대해 생산부터. 휘발유 세금에 상응하는이 갤런 당 10-20 센트 것입니다. 킬로와트 당 10 센트 갤런 이상의 전기 당 3 천 이상의 휘발유로, 이들은 전적으로 부당 청구되지 않습니다.

더 많은 테스트가 필요합니다

따라서 sequestering 탄소를 해양 불임을 높이는 및 OTEC의 실제 효과는 아직 확인되고 있으며, 기타 가능한 유해 환경 영향의주의 시험이있을 - 엔지니어 간의 오래된 경구는 그 당시 좋은 생각 것 같다 "입니다 . "

가장 중요한 문제는 깊은 물이 이미 상당한 용해 이산화탄소를 가지고 있으며, 그래서 OTEC 공장 실제로 sequesters보다 더 많은 탄소를 공개할 수 있습니다, 또는 그것이 더와 함께 나타납니다 아닌데 그냥 많이 내려 보내고, 기존의 순환 속도를 수있다 NET 효과. 이 질문은 OTEC가 구현되기 전에 응답되어야한다.

또한 물을 특히 다른 추적 영양소, 껍질에 탄소를 격리 종을 강화 이들을 추가하여 가능성에서 도출하거나임을 깊이에 대한 정선하여 격리를 최적화 할 수 있습니다.

바다 다산을 위해 최적화된 OTE​​C 식물도 아마도 전원을 생성하는 최적화가 아닌 다른 것입니다, 어떤 OTEC 기반의 탄소 구조는 일종의 송금 지불을 포함한다 때문에 - 그것이 무료로 오지 않습니다. 마지막으로, 누가 바다를 열 리소스를 소유? 이러한 바닷물은 개발 도상국의 해안 떨어져 경향이 있지만 대부분의 식물은 국제 수역있을 것입니다.

세상을 구하고

추가 혜택이있을 수 있습니다 : 다른 말씀은 "우리는 세계 기아를 해결하기 위해 노력하지"입니다하지만 우리가있을 수 있습니다. 증가 바다 다산은 실질적으로 어업을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 질소 비료를 만들기 위해 OTEC 에너지를 사용하여, 우리는 개발 도상국의 농업을 향상시킬 수 있습니다. OTEC 비료는 열대의 바다를 사용하는 대가로 보조금에서 개발 도상국에 판매 수 있습니다.

우리가 OTEC, 특히 탄소 격리의 문제점을 해결할 수있다면, 그것은 브랜 슨의 도전이 충족되어 보일 수있을 것입니다, 우리는 지구를 구해 플러스 세계 기아를 해결했습니다. 대통령 지미 카터는 원래 '70 '의에서 OTEC 연구를 시작한 이후, 그는 신용을받을 권리가있어. 나는 그가 경 리차드의 확인에 대한 좋은 사용을 찾을 수있을거야.

크리스토퍼 D. 배리가 해군과 해군 건축가 건축가와 마린 엔지니어링 바다 신재생 에너지에 특별 패널의 학회의 공동 위원장이다. 그는 해양 산업 디자인 기관, 조선소 및 제조 업체와 해외 석유 탐사에서 근무하고 현재 해안 경비대에 근무하지만, 어떤 OTEC 프로그램과 연결되어 있지 않습니다했습니다. 표현 의견은 저자의 견해이며, 반드시 SNAME이나 해안 경비대의 의견이나 정책을 반영하지 않습니다.

출처 : 신재생 에너지 세계

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