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Technical and economic feasibility of Ocean Thermal Energy Conversion

1978; Elsevier BV; Volume: 20; Issue: 3 Linguagem: Francês

10.1016/0038-092x(78)90105-6

1471-1257

Gordon L. Dugger, Evans J. Francis, William Avery,

Wind Energy Research and Development

Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) plants will employ the temperature difference (ΔT) between the solar-heated surface layer of a tropical ocean (24–29.5°C) and the water at 500–1200 m depth (7-3.5°C) as the source and sink for a Rankine cycle system to generate electric power. An annual average ΔT near 24°C is available to grazing tropical OTEC plants. The resource is tremendous in terms of suitable ocean siting areas and is available 24 hr per day. It could supply a significant fraction of the world's energy needs in the year 2000. The first commercial plants could be deployed in the mid 1980s, and we believe they will be competitive then with fossil fuel and nuclear energy sources for selected applications. Ammonia (for fertilizers) is a particularly attractive product, because 95 per cent of the ammonia produced in the U.S. is now made from natural gas, our scarcest resource. Direct delivery of electric power to shore may also be competitive for, e.g. the southeastern United States. In the late 1980s or early 1990s, ammonia produced by grazing tropical OTEC plants could also be used as a hydrogen carrier for production of electricity by fuel cells anywhere in the world, and production of other chemicals and metals (aluminum, magnesium) should become attractive. Various OTEC plant-ship concepts, their economics, onboard production plants and some of the environmental considerations are discussed. Las plantas de Conversión de Energía Térmica Oceánica (OTEC) emplearán la diferencia de temperaturas (ΔT) entre las capas de la superficie calentada solarmente de los océanos tropicales (24–29,5°C) y el agua de 500 a 1.200 m de profundidad (7°-3,5°C) como fuente y sumidero para un sistema de ciclo Rankine para generar energ'ia eléctrica. Es disponible un ΔT promedio anual de 24°C para alimentar a plantas tropicales OTEC. El recurso es tremendo respecto al espac io oceánico disponible y durante las 24 horas del día. Podrí a suplir una parte significativa de las necesidades mundiales de energía para le año 2.000. Las primeras plantas comerciales podrían ser desplegadas a mediados de los años 1980, y nosotros confiamos que será competitiva entonces con las de combustibles fósiles y nucleares para aplicaciones selectas. El amoníaco (para fertilizantes) es un producto particularmente atractivo, por cuanto el 95% del producido en los EE.UU. es actualmente desde el gas natural, nuestro más escaso recurso. La distribución directa de la energía eléctrica puede ser también competitiva, por ejemplo, en el sudeste de los Estados Unidos. A las postrimerías de los años 1980 o comienzos de los 1990 el amoníaco producido por plantas tropicales OTEC, puede ser usado como vehículo para la producción de electricidad por células combustibles en cualquier lugar del mundo, y la producción de ostros productos químicos y metales (aluminio, magnesio) podría ser atractiva. Son discutidas varias concepciones de barcos-plantas, OTEC, su economía, producción a bordo y algunas de las consideraciones ambientales. La conversion de l'énergie thermique de l'océan (OTEC) employera dans ses installations la différence de température (ΔT) entre la couche de surface d'un océan tropical chauffé par le soleil (24–29°C) et l'eau à une profondeur de 500 à 1200 mètres (7-3,5°C) comme source et puits de chaleur pour un système à cycle de Rankine en vue de produire de l'énergie électrique. Un ΔT moyen annuel d'environ 24°C est disponible pour l'utilisation des installations tropicales OTEC. Le gisement est considérable par le nombre de sites ocániques convenables et par sa disponibilité 24 heures par jour. Il pourrait approvisionner une fraction importante des besoins énergétiques mondiaux en l'an 2000. Les premières installations commerciales pourraient être utilisées dans le milieu des années 1980 et nous pensons qu'elles seront compétitives alors avec les sources de combustibles fossiles et l'énergie nucléaire pour certaines applications. L'amoniaque comme engrais est un produit particulièrement intéressant puisque 95% de l'amoniaque produit aux U.S.A. est actuellement obtenu à partir de gaz naturel, notre plus précieuse ressource. La distribution directe d'electricité à la côte peut également être compétitive, par exemple pour le Sud-Est des U.S.A. Dans le dernierés annees 1980 ou au début de 1990, l'amoniaque produit par l'utilisation des installations OTEC pourrait aussi être utilisé comme vecteur d'hydrogène pour la production d'électricité à partir de piles à combustibles, n'importe où dans le monde, et la production d'autres produits chimiques et métaux (aluminium, magnésium) deviendrait intéressante. Diverses conceptions d'installations OTEC, leur économie, les installations de production à bord ainsi que quelques unes des conséquences sur l'environnement sont étudiées dans cet article.