簡介
表層海水和深層海水之間的溫度差有著巨大的能量，有溫差就有動力，在低緯度地區，海洋表層海水溫度能達到25℃以上，而水深500米以下的深層海水溫度只有5℃，中間產生的20℃的溫差蘊含著豐富的能源，經過一系列的發電裝置就能持續發電。海洋溫差能源不僅可以用來發電，還可以用來進行海水淡化，深層冷海水還可作為空調系統的冷源。此外，海洋溫差能系統排出的冷海水還可用於反季蔬菜大棚、水產品養殖等附屬開發。
發電原理
海水溫差發電原理圖 來自太陽的能源中約有7成被大海吸收，提高了表層海水的溫度。在熱帶和亞熱帶地區，表層海水的溫度甚至高達27～29度。另一方面，在深海緩慢循環的深層海水的溫度在全球任何地方基本都相同，水深1000米處大約為5度。其溫差在20度以上。利用表層水和深層水的溫差進行發電，就是海洋溫差發電。
原理本身非常簡單，與核電和火力發電相同。核電是在反應堆中使水沸騰，使用其蒸汽鏇轉渦輪發電。鏇轉渦輪之後的蒸汽利用海水冷卻變為水，再次送回反應堆中。
另一方面，海洋溫差發電則是使用溫暖的表層水加熱沸點較低的氨等，使其沸騰，然後利用其蒸汽鏇轉渦輪。轉動渦輪發電之後的蒸汽使用溫度較低的深層海水進行冷卻，變回液體氨。然後再次使用表層水使之沸騰並轉動渦輪。
技術
有封閉式循環系統、開放式循環系統、混合式循環系統等，其中以封閉式循環系統技術較成熟。
封閉式循環系統
封閉式循環系統示意圖隨著海水深度的變化，表層海水受到陽光照射，吸收能量而溫度較高；而在海平面200米以下，陽光幾乎無法到達，因此溫度較低。海水深度越深，其溫度也就越低。
海水溫差發電時，需抽取表層溫度較高的海水，使熱交換機內的低沸點液體〈例如氨〉沸騰為蒸氣，然後推動發電機發電，再將其導入另一熱交換機，使用深層海水將其冷卻，如此完成一個循環。
開放式循環系統
將表層海水引入真空狀態的蒸發槽中，因低壓下水的沸點極低而沸騰為水蒸氣，再引至凝結槽，以深層海水使之凝結為水。此過程中會在蒸發槽與凝結槽之間因壓力差因而形成蒸汽流，在其間加上渦輪機即可發電。另外，使用開放式循環系統發電會再凝結槽中形成淡水，可供使用。排出的淡水，這是它的有利之處。
混合式循環系統
綜合封閉式循環系統以及開放式循環系統，第一階段使用封閉式循環系統，第二階段使用開放式循環系統。
優缺點
優點
不消耗任何燃料
無廢料
不會製造空氣污染、水污染、噪音污染
整個發電過程幾乎不排放任何溫室氣體，例如二氧化碳
全年且一天中所有時間段皆可發電，十分穩定
副產品是淡水，可供使用
缺點
資金龐大（初期費用方面，10兆瓦大約需要300億日元，100兆瓦大約需要1000億日元。）
發電成本高
深海冷水管路施工風險高
現代發展
1881年9月，巴黎生物物理學家德·阿松瓦爾就提出利用海洋溫差發電的構想。
1926年11月，法國科學院建立了一個實驗溫差發電站，證實了阿松瓦爾的構想。1930年，阿松瓦爾的學生克洛德在古巴附近的海中建造了一座海水溫差發電站。
1961年法國在西非海岸建成兩座3500千瓦的海水溫差發電站。
1979年，美國在夏威夷的一艘海軍駁船上安裝了一座海水溫差發電試驗台，發電功率53.6kW。
1981年，日本在南太平洋的諾魯島建成了一座100kW的海水溫差發電裝置，1990年又在鹿兒島建起了一座兆瓦級的同類電站。
20世紀70年代，日本東京電力公司和九州電力公司進行了實證實驗，成功實現了發電。不過，之後隨著原油價格的下降以及能源政策的轉變等，以日本為首，法國和美國也開始削減開發預算，研發熱潮逐漸減弱。
日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）在2010年7月發行的《NEDO可再生能源技術白皮書》中，提出了海洋溫差發電技術研發進程計畫，表明將對實現實用化提供支援。並且，2011年10月19日，作為新能源產業技術綜合開發機構關於“新一代海洋能源發電技術研究開發”的國家項目之一，採納了佐賀大學等的海洋溫差發電項目。
2012年11月，國家海洋局第一海洋研究所研究員劉偉民的團隊的“15千瓦溫差能發電裝置研究及試驗”課題在青島城通過驗收，使得中國成為繼美國、日本之後，第三個獨立掌握海水溫差能發電技術的國家。
2013年4月16日，美國軍工製造巨頭洛克希德·馬丁公司宣布，該公司計畫在中國南部濱海建造10兆瓦的海水溫差發電的電廠。
發電方式
| 非再生能源發電方式 | 火力發電；核能發電 |
| 再生能源發電方式 | 水力發電；潮汐發電；風力發電；太陽能發電；地熱發電；核融合發電；海水溫差發電 |
