2010/08/05
經濟部能源局
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■撰文：張文綺、顏志偉
近年來政府積極投入發展再生能源，於2005年設定再生能源推動目標，至2010年再生能源之占比將達10％（513萬瓩），於起步階段已有不錯的成果，但隨著目標量逐年提高，2025年目標量需達15％，這也將面臨更多的挑戰，像是我國陸地面積狹小致使發展再生能源之面積受限等問題，因此如何開闢新興再生能源將是重要課題。而台灣四面環海，海岸線長達1,448公里，蘊藏之海洋能量不容忽視，海洋能源將是另一極龐大而不可忽視之新興再生能源。
我國海洋能開發潛力
來自海洋水體的海洋能包括：海洋溫差能（Ocean Thermal Energy）、波浪能（Wave Energy）、海流能（Marine Current Energy）、潮汐能（Tidal Range）、鹽差能（Osmotic Energy）等。國際能源總署-海洋能源系統（IEA-OES）指出海洋能的理論年發電量分別為：海洋溫差發電10,000TWh、波浪發電8,000～80,000TWh、海流（包括潮流和洋流發電）800TWh、潮汐發電300TWh、鹽差發電2,000TWh。相較於2008年全球的年發電量17,400TWh，海洋能的年總發電量達93,100TWh。在這些海洋能中，於台灣較具開發潛力的，分別為溫差發電、波浪發電及海流發電。
就潛能而言，適合發展海洋溫差發電的場址有東部花蓮外海、台東外海，1,000公尺之深層海水溫度與表層海水溫度差已達20度；波浪高潛能區如東北外海，潛能達10kW╱m以上，離岸地區波能更高；在海流能方面，澎湖水道與台灣東部的黑潮具有較佳的潛能，黑潮高流速區之流速均大於1.2m╱s，進一步評估可開發量，分述如下。
一、波浪
國內波浪發電可開發潛能較高區為東北角外海及澎湖地區，篩選波能10kW╱m以上，12海浬領海外界線內水深20～100m區域，經初步排除限制區域，計算出可開發量達2～4GW。
二、海洋溫差
我國具開發潛能之場址主要分布於花蓮外海、台東外海、屏東外海等處，溫度差可達20℃以上，估計有3.2GW之裝置容量。
三、海流
黑潮流經台灣周邊，海流速度及流量大，在蘇澳外海、花蓮外海、綠島及蘭嶼年平均流速在1.2m╱s以上，若以此4個場址進行評估，初步估計具有4GW的可開發容量。
我國海洋能技術發展現況
自2007年產業科技策略會議（SRB）將海洋能納入前瞻能源科技，政府陸續啟動海洋能相關研發計畫，期望建立我國未來具競爭力之海洋能源關鍵技術，奠定發展海洋綠能產業之基礎。
一、波浪發電
由於我國具特殊海域環境，國際上之波浪發電機組並不適用於台灣波浪條件，經初步評估後CF值偏低，因此我國正朝向自行研發適合我國海域之波浪發電系統的方向努力。現階段業界與學界已開始投入不同型態之波浪發電設計，經濟部能源局並委託工研院開發出直徑1公尺之點吸收式波浪發電系統，系統具低阻尼高剛性運動機構設計、雙向發電及具蓄壓功能之動力轉換裝置設計及可拆解式模組設計等特色，並進行實驗水槽測試，測試結果將做為後續精進改良之重要依據。下階段將開發出我國首座kW級波浪發電系統，並進行海域布放測試，待測試成功，將是我國波浪發電之創舉，也將躋身國際波浪發電開發之行列，吸引業界投入。
二、海洋溫差發電
1980至2003年間，國內政府和研究單位雖然執行多項海洋溫差發電研究，但僅著重於台灣海域海洋溫差發電潛能分析、合適場址調查和經濟分析。直至2006年能源局委託工研院執行OTEC相關研究計畫，開發出一500W海洋溫差實驗平台，建立系統設計、關鍵元件開發和性能測試技術；2008年又成功開發、運轉展示我國首座5kW裝置容量實驗系統，建立多項專利技術，也豎立我國海洋溫差發電研發的重要里程碑。2010年更於台肥花蓮深層海水園區，利用台肥公司花蓮廠區內的深層海水和表層海水建造我國首座OTEC示範系統。同時，工研院正積極投入40kW有機朗肯循環關鍵元件開發，該項技術將奠立大型海洋溫差發電廠的系統設計、分析和關鍵元件開發，亦可做為一般低溫差發電（例如：地熱╱溫泉發電、太陽熱能發電、工業餘熱發電）的關鍵核心技術，技術建立完成後，可創造我國的再生能源和節能產業。
三、海流發電
我國逐漸重視黑潮發電的潛能，但由於黑潮流經地區海床水深極深，將使海事工程倍增困難，相對地也會提高建置與維護成本。另一方面，黑潮之基本海流觀測資料不足，無法提供可靠的資訊，也難以藉此分析其隨季節之變化，致使潛能無法準確的評估。因此現階段能源局正推動台灣尺度洋流模式建立，強化海流潛能評估，以提供我國海流能開發依據，規劃海流發電技術發展藍圖。同時，國科會也正進行黑潮潛能調查計畫，期據以推動後續有關黑潮發電之評估計畫。此外，為發展我國潮流發電技術，能源局委託成大水工所執行自主研發高效率海域潮流發電系統研發，期盼發展出潮流發電產業技術。
海洋能發展未來展望
台灣不論在海流能、波浪能或海洋溫差能均具有可開發利用之潛能，未來將成為一龐大而不可忽視之再生能源，加上國際間機組尚未完全成熟之際更需迎頭趕上，加速建立我國自有開發技術，未來才具國際競爭力。
目前海洋能產業已進入商業化之前期階段，大型開發之成本已大幅下降，這是我國切入的最後時機，透過自有技術之建立及國際合作之催化，定能加速我國海洋能產業之成熟。（作者任職於工研院）