台灣海域波浪發電潛力無窮

■撰文：薛英林

海洋能源發電在1970年代油價狂飆時，曾有過短暫的風光歲月，而且歐洲與中國都曾測試相關的原型波浪發電機。但1990年代油價回軟，後續資金遂告枯竭，且風力發電與其他再生能源的進展也排擠了海洋能源開發計畫。不過近來包括美商奇異公司、挪威商Norsk Hydro與德國能源巨擘Eon，都開始投資新的能源開發計畫或入股小型海洋能源公司。

波浪發電是繼潮汐發電之後發展最快的一種海洋能利用，到目前為止，已有日本、英國、愛爾蘭、挪威、西班牙、葡萄牙、瑞典、丹麥、印度、美國、中國等國家和地區在海上研建波浪發電裝置。

波浪發電

波浪發電係利用波浪上下振動特性，藉由穩定運動機制將海浪動能轉換成電能。以往由於維修保養的技術瓶頸，使得有效利用波浪能的案例極為有限，但近年來該項技術已有所突破，除了把原來在深海域發電轉移到淺海域外，並結合其他與波浪發電有關的技術以改善效率。波浪能獨立穩定系統分為3個部分，將波浪能轉換為不穩定的液壓能，液壓能直接驅動電機就可產生穩定的電能，能量監控系統計算波浪能，進入裝置系統用戶使用多少能量並發出指令，將多餘的電能貯存用來製造淡水及冰，實現對波浪的控制完全脫離柴油機電網等一切動力輔助系統。

如英國海蛇號（PELAMIS）波浪發電裝置，由英國海洋電力傳遞公司（Ocean Power Delivery Ltd）研製，其由若干個圓柱形鋼殼結構單元鉸接而成，外型類似一列載客火車，為漂浮式的一長形半潛式裝置，總長約150公尺、寬3.5公尺，總重量達700公噸，裝置容量為750瓩，可將波浪能轉換成液壓能，進而轉換成電能。

此外，海蛇號具有蓄能環節，一個控制中心還有11kV的輸電纜與國家電網連接，因而可以提供與火力發電相同穩定度的電力。目前英國海洋電力傳遞公司在葡萄牙北部的大西洋靠近POVOA DE VARZIM離岸3浬的地方，建造世界上第1座商用波浪發電站，屆時可由電網供電2.5兆瓦，滿足1,500個家庭用電需求，並創造新的就業機會；預計在未來10年該市場將有10億多歐元的價值。

善用自然資源 為減廢盡心力 台灣為一海島地形，海岸線長約1,448公里，每年約有半年以上的東北季風吹襲，波瀾浪濤終年不斷。台電公司對波浪發電的注意是從民國75年開始，除著手收集整理台灣四周海域波浪資料外，並委託美國E.O.TECH顧問公司進行波浪發電可行性研究。台灣西部海岸波浪能源密度為3kW╱m、西北海岸及東南海岸7kW╱m、東北海岸波浪能源密度為13kW╱m。相較英國西岸大西洋東海岸波浪能之密度20～40kW╱m偏低些，但台灣波浪所含能量是與其波高的平方成正比，因此有發展潛力。 全世界波浪蘊藏量約2,386億瓩，台灣地區波浪蘊藏量約1,000萬瓩，假設可開採1％約10萬瓩，以波浪發電壽命為15年初估，可為本島帶來1兆以上的經濟利益。隨著「京都議定書」正式生效後，我國雖非聯合國會員國，但身為地球村成員，為善盡環境保護責任及追求永續發展，應積極回應及推動各項減廢措施，並進一步提升國家競爭力。 我國計劃2010年再生能源將占能源總消耗量約10％，相較歐美各國確實有顯著的落差，如蘇格蘭2010年再生能源占其總能源比例的18％，並在2020年將這一比例提升至40％。目前，挪威再生能源已占能源總消耗近60％，石油和煤占36％及7％，天然氣蘊藏量雖高，但使用不到3％。丹麥政府在「能源21行動」計劃2030年再生能源自給自足，風力占50％、太陽能15％，其他占35％。美國計劃在未來20年內，以新能源替代中東石油進口量的75％，到了2040年，以氫能源每日取代1,100萬桶石油。冰島預計至2050年全部汽車及船只能使用氫能源。瑞典則在2020年將擺脫對化石燃料的依賴。期望國內政府在全力發展太陽能與風力的同時，也能察覺到歐美正興起波浪發電產業之趨勢。

未來之源，潛力無窮

海洋能產業目前乃在草創階段，但從北海到太平洋都可見到這類發電機進行測試的蹤影，包括：美國新澤西州、夏威夷、蘇格蘭、英格蘭、挪威及西澳等地沿岸。之所以備受矚目主要是工程師及科學家持續進行研究發展，且波浪能具有以下幾個優點：

一、在最耗能的冬季，可以利用的波浪能量最大，不像風能或太陽能易受天候因素影響。

二、海浪資源除季節性及漲退潮因素外均不會中斷，是取之不盡的能源，可24小時連續發電，且較不受國情及戰爭影響。

另外，可多方使用以提升經濟利益，例如：

一、防波：將波浪發電設備建置在約5～10公尺深的海域，離沿岸有相當距離，因為利用波浪的能量發電，消耗了波浪能量，所以波浪發電機組的設置，類似形成防波堤，可減少建構與保養防波堤的成本。

二、觀光：因設置了波浪發電機組，後方海域將成為平靜的海域，可以進行海洋休閒活動，如：潛水、香蕉船、水上滑板、拖曳傘、游泳等，另外可以提供漁民養殖，為當地帶來財富。

三、軍事方面：由於波浪發電機設置在離沿岸一段距離，如此可防止登陸搶灘、走私等，具有軍事、國防與海防3種正面效果。

四、預防地盤下陷：因為在波浪發電設備之後，幾乎是平靜無波的海面，可以在此海域進行養殖，避免因為在陸上養殖、抽取地下水，而造成地盤下陷。

對此英國海洋電力傳遞公司業務開發部主任卡爾卡斯表示：長期而言，這可能是最有競爭力的能源。既然目前已取得很大的發展，在相關高技術後援支持下，海洋能應用日趨成熟，為新世紀充分利用海洋能展示美好的前景，一旦技術開發成熟並商業化後，成本必然會下降。

預估2020年後全球海洋能的利用是目前的數百倍，因此海洋能被稱為「未來之源」。台灣地理位置除了擁有極佳條件發展太陽能及風力外，千萬不要忽略還有波浪能的存在，建議可研發波浪能源與海上風能互補等發電產業，以善用台灣優越的自然條件。（作者任職於台塑海運公司╱資料參考：Ocean Power Delivery Ltd Cooperation Wuth the Power Industry、Hydrokinetic and Wave Energy Technologies Technical）