海洋温差能 · 绿色数据中心 · 国际联合攻关

基于海洋温差能的
数据中心关键技术研究

面向东南亚高温高湿环境与深层冷海水资源，研究 OTEC 驱动的数据中心冷却与发电一体化技术。 围绕高效换热器、热力循环优化、深层冷海水取用、全生命周期设计与系统集成五大方向开展联合攻关， 构建具有自主知识产权的海洋温差能绿色数据中心技术体系。

牵头单位 中建安装国际公司
联合承担 东南大学 · UTM/UM · 苏科大
执行周期 2027.01 — 2030.01（3年）
01 / 课题概述

课题背景与总体目标

依托马来西亚柔佛州与沙巴州独特的海洋温差资源，研究 OTEC 技术在热带数据中心场景的工程化应用， 实现冷却能耗降低 40% 以上的目标。

东南亚数据中心市场高速增长，柔佛州 2023 年数据中心总容量达 1.5 GW 以上，为 2019 年的百倍以上。 但该地区高温高湿气候导致数据中心冷却能耗占比高达 40%—50%，PUE 普遍在 1.6 以上， 远高于温带地区。柔佛州已将 PUE 上限要求收紧至 1.4 以下，传统风冷与常规水冷方案难以满足。

马来西亚东西两岸深层海水蕴藏巨大温差能资源：表层海水 28—30℃，1000 米深处低于 5℃， 温差超过 20℃，具备 OTEC（海洋温差能）开发的天然条件。沙巴州 OTEC 潜在发电容量可达 20,000 MW。

由中建安装国际公司牵头，联合东南大学陈永平教授课题组、马来西亚理工大学（UTM）/马来亚大学（UM）及苏州科技大学共同承担， 围绕高效换热器、热力循环优化、深层冷海水取用、全生命周期设计与系统集成控制五大方向开展攻关， 构建具有自主知识产权的海洋温差能绿色数据中心技术体系。

500万元
课题总预算
（申请省厅级资助）
36个月
研究周期
（2027.01—2030.01）
5大方向
核心攻关方向
（换热器至系统集成）
PUE < 1.3
目标能效比
（低于柔佛州许可上限）
核心预期指标
冷却能耗降低 40%+
换热效率提升 25%
PUE 目标值 < 1.30
发电效率（实机） 3%—5%
02 / 攻关方向

五大核心研究方向

从关键部件到系统集成，从理论建模到工程验证，逐层递进构建 OTEC 绿色数据中心完整技术链条。

01
高效板式换热器研发
面向 OTEC 小温差（20℃ 左右）工况，研发耐腐蚀、高传热系数的板式换热器， 优化板片波纹结构与流道设计，实现换热效率提升 25% 以上。
关键部件
02
热力循环优化
研究闭式循环工质优选与系统参数匹配，建立 OTEC—数据中心冷电联供热力学模型， 优化蒸发器、冷凝器与透平的匹配关系。
系统核心
03
深层冷海水取用技术
研究 1000m 级深海取水管道选型与敷设方案，开展流阻特性与抗风浪设计研究， 降低取水系统建设与运维成本。
海洋工程
04
全生命周期设计
建立 OTEC 数据中心 LCA 评价体系，从材料、制造、建设、运行到退役全链条评估碳足迹与经济性， 形成设计导则。
评价体系
05
系统集成与智能控制
研究内容
研究数据驱动自适应控制策略，建立晃荡工况换热器性能预测模型，完成抗晃荡强化传热结构设计；集成前四项任务成果，搭建实验室规模冷海水冷却—温差发电集成验证系统，完成连续运行测试，并依托马来西亚理工大学（UTM）/马来亚大学（UM）的既有试验设施开展联合验证
承担单位
牵头：中建安装国际公司 配合：东南大学 配合：马来西亚理工大学（UTM）/马来亚大学（UM）
OTEC闭式循环系统原理图
OTEC 闭式循环系统原理：表层温海水加热工质驱动透平发电，深层冷海水冷凝
03 / 实施步骤

三阶段实施路径

从方案设计、攻关研发到系统集成验证，36 个月分三阶段递进推进，各阶段设置明确里程碑与考核节点。

01
方案设计与理论建模
2027.01 — 2028.01
  • 完成 OTEC 数据中心总体方案设计与技术路线论证
  • 建立换热器与热力循环理论模型，完成工质筛选
  • 完成深层取水管道选型与初步设计
  • 建立 LCA 评价框架与指标体系
  • 完成里程碑 M1（方案定型）与 M2（年检一）
02
关键技术攻关研发
2028.01 — 2029.01
  • 完成高效板式换热器样件研制与性能测试
  • 建成热力循环试验台，完成参数优化与验证
  • 完成深层取水管道缩比试验与海试方案
  • 完成自适应控制策略与仿真验证
  • 完成里程碑 M3（样机下线）与 M4（年检二）
03
系统集成验证与示范落地
2029.01 — 2030.01
  • 建成实验室规模集成验证系统，完成联调与不少于 500 小时连续运行测试
  • 完成自适应控制系统上线与晃荡工况模拟验证
  • 依托 UTM/UM 既有试验设施完成联合试验或等效环境验证
  • 完成柔佛州/沙巴州示范工程可研报告 2 份与成套技术文件、企业标准草案
  • 组织成果鉴定与课题验收，提交数据中心项目工程接口方案
五项任务甘特图（36 个月）
04 / 里程碑

关键里程碑节点

7 个关键里程碑分布于 36 个月全周期，每年设置年检节点，关键节点设置技术 fallback 方案。

里程碑时间轴
7 个节点 · 每 6 个月一个关键检查点
M0 · 课题启动 2027.01
成立课题管理办公室，签署合作协议，完成任务书分解与各方向启动会。
M1 · 方案定型 2027.07
完成总体方案设计评审，确定换热器形式、工质选型、取水管道路线。
M2 · 第一次年检 2028.01
第一年度检查，完成理论建模与初步设计文件，调整后两年研究计划。
M3 · 样机下线 2028.07
换热器样机、热力循环试验台、取水管道缩比样件研制完成，进入测试阶段。
M4 · 第二次年检 2029.01
第二年度检查，完成关键部件性能测试，启动系统集成工作。
M5 · 系统联调 2029.07
集成验证系统联调完成，连续运行测试启动，控制策略上线验证。
M6 · 课题验收 2030.01
完成全部研究内容，提交成果鉴定与课题验收，发布示范工程可研报告。
05 / 项目预算

经费预算与来源

课题总预算 500 万元，按江苏省"一带一路"创新合作项目口径编制， 公司与马方分别提供配套试验条件与工程数据支撑。

500万元
课题总预算
3 : 3 : 4
前中后三年投入比例
5 大方向
经费按方向分配
各方向预算占比
总计 500 万元 · 方向一与方向三、方向五占比较高
按科目分方向预算明细
设备费、材料费、测试化验加工费等 7 大类科目
分年度预算安排
第二年度为研发高峰期，投入占比 40%
经费来源

申请江苏省"一带一路"创新合作项目资助；如指南允许，也可同步申报中国—东盟科技合作或中马政府间科技合作项目。 中建安装国际公司提供配套投入（试验场地、工程数据、人员工时等），马方由马来西亚理工大学（UTM）/马来亚大学（UM）通过既有科研项目提供试验条件配套。

06 / 组织管理

组织管理与保障措施

设立联合管理委员会与技术专家组，依托国际合作平台，强化成果管理与风险控制，确保课题顺利实施。

组织管理
设联合管理委员会，由中建安装国际公司与东南大学共同牵头，负责重大决策；设技术专家组，聘请 OTEC、换热器、海洋工程领域专家把关技术路线；设课题管理办公室，负责进度、经费与文档管理。
国际合作
依托马来西亚理工大学（UTM）/马来亚大学（UM）的试验设施开展联合验证，互派研究人员，联合培养研究生；跟踪沙巴州 ECoS 的 OTEC 可行性研究进展，保持工程合作对接。
成果管理
论文、专利、样机、软件著作权与可研报告按任务书约定归属，工程类成果优先由中建安装国际公司转化应用；形成的企业标准草案纳入公司技术标准体系。
风险控制
深水管道海试受天气与审批影响较大，预留等效水池试验替代方案；国际合作受签证与汇率影响，差旅与设备采购预留 10% 浮动；里程碑 M3、M5 设置技术 fallback 方案。
项目背景关键数据
1.5 GW+
2023 年柔佛州数据中心总容量，为 2019 年百倍以上
300 亿美元
2024 年上半年东南亚数据中心吸引投资额
40%—50%
马来西亚数据中心冷却能耗占总能耗比例
PUE < 1.4
柔佛州数据中心许可发放 PUE 上限要求
20℃+
表层（28—30℃）与深层（<5℃）海水可用温差
20,000 MW
沙巴州 OTEC 潜在发电容量
3%—5%
OTEC 实机发电效率范围
40%—50%
深层取水设施占 OTEC 总投资比例
07 / 领导决策

需要领导决策事项

联合实验室及属地认可文件是课题申报的前置条件，需公司领导决策推进，确保 2027 年 1 月按期启动申报。

前置条件 · 申报门槛
联合实验室共建与属地认可
无联合实验室则不具备省厅级课题申报资格
决策事项
是否与马来亚大学（UM）/马来西亚理工大学（UTM）正式签约共建"中马海洋温差能与绿色数据中心联合实验室"。
同步推进
联合实验室挂牌 · 马方属地认可文件 · 合作协议签署
建议时限
2026 年内完成，确保 2027 年 1 月课题按期启动申报