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第六章璀璨夺目的海洋宝藏1（第3页）

而在极地海域情况正好相反，是放出多于吸收，这就在整个地球上形成了新的热量平衡。这种新的热量平衡，是通过赤道海域不断向极地海域输送能量而建立起来的；而在极地海域，受冷的海水密度增大下沉到深处，再流向赤道海域。这种循环形成了海水垂直面上的水温变化，也为人类从海洋中取得能量创造了条件。科学家告诉我们，不要小看表层海水和深层海水相差20~C的温差，它正是人类寄以莫大希望的巨大能量之源。

法国是海水温差能利用的故乡，早在1861年，著名的法国科学幻想小说作家儒勒。凡尔纳，就幻想利用海水中储藏的太阳能了。1881年法国科学家德尔松瓦第一个提出了温差发电的方案，他认为稀硫酸的水溶液在锅炉内加热到30℃所产生的蒸气压，与在冷凝器内冷却到15℃所产生的蒸气压，两者在温差为15℃的条件下，它们的蒸气压力差约为两个大气压，这个蒸气压力差就可以用来作功。在自然界中，要寻找温差为15℃的热源和冷源是十分容易的，如温泉的水和河里的水就可能相差15℃，海洋表层的水和深层的水也可能有15℃以上的温差。他的设想提出以后，美国、意大利和德国的科学家为实现这个设想进行了不懈的努力，但都没有获得成功。整整过去了45年，直到1926年，才有人第一次用实验证明了德尔松瓦设想的正确性。证明这个设想正确性的人，是他的学生——法国物理学家克劳德和工程师布射罗。

1926年11月15日，克劳德和布射罗当众进行了温差发电的实验。他们取来两只烧瓶，在其中一只烧瓶中装入28℃的温水，代表表层温热的海水作为热源；另一只烧瓶里则盛放冰和水的混合物，使温度恒定在0℃，代表深层的低温海水作冷源。在连接两个烧瓶的一段粗玻璃管中，安装着一台十分精巧的汽轮发电机，组成了一个封闭的发电系统。

实验开始，当克劳德用抽气机把这个系统中的空气抽光，使内部的气压下降到原来的1／25时，28℃的温水居然猛烈翻泡沸腾起来，水蒸气的强大气流，把气轮发电机冲得飞转，霎时间，连接在电路中的三盏电灯一下子亮了起来。终于使利用海水温差发电的设想，变成了看得见摸得着的事实。

那么，克劳德为什么要用抽气机把实验系统中的空气抽光呢?

原来，水有一个特点，就是压力不同，沸腾时的温度也不同。压力降低时，水沸腾的温度就低于100℃。压力越低，水沸点越低。比如，在1／8气压下，水的沸点是50℃，而在1／80的气压下，水的沸点变成了10℃。

克劳德抽光了实验系统里的空气，使内部压力大大降低下来，于是，尽管海水的温度只有28℃，却已经沸腾起来，大量的蒸汽就成了可以做功的动力，三盏电灯也因而能够明亮起来。

这三盏灯的明亮，为人类指明了方向。温热的海水已为寻找新能源的人们带来新的希望。据科学家预测，全球热带海洋的水温只要下降1℃，就能释放出1200亿千瓦的能量。

日本的科学家说得就更形象了，他们说，只要把日本海域内的热能利用起来，那么根据1975年日本消耗能量的情况看，这些热能可以够24个日本同时使用，到那时，其他形式的发电厂就可以关门休息了。

我们可以说，海洋的温差能居于海洋各种能源之首，因此，极大地吸引了各国的科学家，他们投入了大量的人力物力研制生产海洋温差发电装置。

最初人们设计了一种水温差发电站，是将海水直接引进保持真空的汽锅，由于真空锅内气压很低，进入真空汽锅的海水就可以沸腾蒸发变成蒸汽，然后通过专门设计的低压、低温汽轮机，带动发动机发电。通过汽轮机的蒸汽被引入由深层低温海水冷却的冷凝器，再重新凝结成水。

用这种方法虽然可以发电，但是，在建设和安装深层输水管道方面有很多困难。所以，有人对这种方法加以改进，将海水引入一个太阳能加温池，使海水加温到45℃~60℃，甚至达到90℃，然后再将温水引进真空的汽锅蒸发，进行发电。改进后的温差发电站，是用海边和水库里的水冷凝，这样就可以解决在海底安装输水管道的困难。

热带海面与中层海水的温差很大，最适宜采用这类发电装置。1979年5月29日，世界上第一座海水温差发电站，在美国的夏威夷成功地投入运行，为岛上居民、车站和码头供应了照明用电。夏夷岛在太平洋中部，地处北纬20℃，附近海域的表层海水温度常年很高，冬季为24℃，夏季为28℃。在离岸只有1．2千米的地方，水深400米处就可获得10℃的冷海水，水深800米处就有5℃的冷海水，为海水温差发电提供了极为优越的自然条件。这座海水温差电站安装在驳船型的海上平台上，平台锚系在夏威夷岛东部约2．4千米的海上。装机容量达1000千瓦以上。世界上第一座海水温差发电站的建成和正常运行，不但证明了海水温差发电技术的可行性，并且提供了大量丰富的实践经验，还标志着海水温差发电已经开始从试验性发电转向大规模的开发利用阶段，夏威夷的海水温差发电站也将成为海水温差发电史上的又一里程碑。它为下世纪新能源的开发指明了方向。

利用海水温差发电，不仅可以获得电能，而且还可以获得很多有用的副产品。如海水蒸发后留下的浓缩水，用它可以提炼许多化工产品；废蒸汽冷凝后可以变成大量淡水或廉价的冰，这些都可以供给沿海工农业生产的需要。

到21世纪，利用海水温差发电一定会成为现实，它将使人类生活更加多姿多彩，在能源领域大放异彩。

海洋中的生物资源

海中的生物资源是聚宝盆中的“活宝”，也是海洋开发的主体，不可不写。

前面说过，地球已经有40多亿年的历史，最原始的生命大约在30亿年前诞生在海洋里。海洋是生命的开始，是生命的摇篮。为什么最原始的生命只有诞生海洋里?第一，水是孕育生命必不可少的条件。凡是有生命的东西必有水，水是生命的重要组成部分。植物也好，动物也好，只要它活着，还要起陈新代谢的作用，体内必有许多水。没有水，体内一系列的生理和生物化学反应就无法进行，生命也就停止了。原始生命更需要水，没有水，它就不能诞生，诞生了，也不可能活下去。生命最初只可能在水里生，水里长，水里繁殖，水里进化，水是孕育生命必不可少的条件。

第二，海水是一种良好的溶剂。海水是一种天然的最好的溶剂，海水里面含有许多生命所需要的无机盐，如氯化钠、氯化钾、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐、还有溶解氧。原始生命要生存要发展，就得吸取这些东西作养料。既然海水里有这么多好养料，原始生命就可以毫不费力地、随心所欲地去吸取，而且源源不断。

第三，海洋是天然的温床。海水具有很高的热容量，任凭夏季烈日暴晒，冬季寒风扫**，温度变化都不大。幼小的原始生命娇得很，经不起严寒和酷暑的折腾。它只适宜在既不太冷又不太热的环境中生活。浩瀚的海洋就是天然的温床，原始生命就在这温**诞生成长。

第四，海水是抵御外侵的紧不可坚的防线。原始生命弱得可怜，怕风、怕雨，怕太阳，倘不是海水筑成一道坚不可摧的防线，风可以把它卷走，雨可以把它淋死，太阳可以把它晒干，它怎么也不可能活下去。当然，阳光是生命所需要的，但得有度，特别是阳光中的紫外线，多照一下，原始生命就有可能被扼杀。海水能吸收紫外线，紫外线照不到水中原始生命身上去，这是一道天然屏障，一道抵御外侵坚不可摧的防线。

原始生命经过亿万年的进化，慢慢形成原生动物、海绵动物、环形动物、节肢动物、棘皮动物和脊椎动物。今天的海洋，可谓是洋洋大观，生机盎然，有五彩缤纷的藻类，有五光十色的贝类，有千姿百态的鱼类，还有躯体庞大的兽类。大大小小的动物、植物20多万种。有人估计，整个大洋大海每年可产1350吨有机碳，在不破坏生态平衡的情况下，每年可提供30亿吨水产品，至少够300亿人的食用。海洋给人类提供的食物，将是陆地耕地面积所生产的粮食数量的1000倍，海洋之富饶，可以想象。

海中资源

海水淡化

汪洋大海水是多，那是不能喝的，也不能灌溉土地。海上航行，一旦发生断水事件，那比遇上千级大风还要糟糕。据调查，地球上缺水的干旱地区和半干旱地区有5000万平方千米，占陆地面积34％。

随着人口的增加，经济事业的发展，供水量越来越大。全世界工农业生产用水和居民的生活用水，1900年是400立方千米，现在是3000立方千米，到21世纪需要6000立方子米。我国首都北京，现在有8个自来水厂，供水量比]949年增加了27倍，仍然满足不了各方面用水的需要。

1979年联合国水利会议上，有人大声疾呼：“水在不久以后，将成为一个严重的社会危机!”解决用水问题，就要开辟水源。既然地球上有70。8％水域面积，又何愁没有水用呢?原来海水是不能喝的，主要是因为含盐太多，海水平均含量3．5％，人喝了海水，不仅不能解渴，而且会渴得更加厉害。含盐分的水进人体内，随即从肾脏变成尿排出体外，人体肾脏排泄盐的功能非常有限，最高不能超过2％。遇到高于这种浓度的情况，口渴得不行，生理上要求补充淡水把留存体内的盐水稀释。如果喝100毫升海水，必须补充75毫升淡水去稀释。倘若没有淡水去稀释，人体机能自动把细胞里面的水挤出来，去稀释盐分，再排出体外。这样一来，你喝进去100毫升，排出去175毫升，岂不是得不偿失?不仅不能解渴，反而渴得更加厉害，严重的还会出现脱水现象。如果人体失水11％~20％，就会抽搐、耳聋、视觉模糊、精神紊乱，甚至死亡。

所谓海水淡化，主要就是去掉海水中过多的盐分。16世纪英国女皇颁布一道嘉奖令，谁能想出廉价淡化海水的办法，可以得1万英镑的奖赏。这道嘉奖令发布了快400年，仍没有人拿到这笔奖金。原因是海水淡化的方法虽多，但耗费都比较高，没有廉价的。

1606年，西班牙船工用蒸馏器在大帆船上提炼出了淡水，开创了人工淡化海水的先例。但是平日喝的水，里面含有人体需要的硫酸钾、硫酸镁、碳酸氢钠等微量元素。蒸馏水成分单一，久喝有损健康。所以直至今天，大海行船，都是预先储足用水，就像储足煤、油、粮食一样。航行中缺水断水，可以电话通知补给船送来。补给船就像公路上的加油站，它的任务是专给来往船舰加油添水的。贵是贵一点。比海水淡化还是要合算些。

现已经普遍采用低温蒸馏法淡化海水。大家知道，高山上煮东西，压力小，不到100℃就开了。如果只有1／43个大气压，水温20℃就沸腾起来了。

行船的废气废热用在低温蒸馏机上，便可得到廉价的淡水。海水淡化还有电渗析法、反渗析法、冷冻法。以上方法中，采用低温蒸馏法最普遍，占了90％以上。日本主要用反渗析法，最近一种低压、高流量、高脱盐率的反渗透膜研制成功，也可以获得廉价的淡水。

海水淡化，都是在缺水无可奈何的情况下进行的，例如：中东干旱缺水的科威特和沙特阿拉伯，气候炎热，年平均温度33℃，夏季最高52℃，年降雨量37毫升，那里沙丘起伏，荒漠纵横，没有一处常年积水的江河湖泊，居民吃水用水，严加限制，工业用水更是困难之极。过去只好靠船载车拉，到国外去运水，现在已建起了许多淡化工厂，并将淡化的水储存在高耸人云、巍峨壮观的具有本民族艺术风格的水塔之中，保证居民的用水。