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海洋温度差発電は、海の表層水（25度から30度）と深層水（5度から10度）温度差を利用して発電する。海水温度は安定しているので、風力発電や太陽光発電と異なり、発電量も安定している。赤道を中心とした南北40度以内の発電可能電力は１兆kw（世界の発電能力の300倍以上）といわれている。
海洋温度差発電には、オープンサイクルとクローズサイクルの二通りがある。現在日本では、佐賀大学の海洋エネルギー研究所でクローズ方式の実験が進められている。ここの装置では液化アンモニアを表層水で気化し、気体になったアンモニアでタービンを回して、発電します。その後、気体のアンモニアはポンプで汲み上げた深層水で液化して再利用します。しかし現段階では正味の発電量は数kwであり、今後発電量の向上が課題である。
またNPO団体　海洋温度差発電推進機構（OPOTEC）によると、海洋温度差発電は持続可能なエネルギーでありかつ地球の５大問題（人口問題・地球環境問題・食糧問題・エネルギー問題・水問題）を解決できると考えられている。

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