海洋能源潛力大,潮汐能與波浪能 2050 年可供 750GW 電力

發佈日期: 2018 年 07 月 06 日 12:07 | 作者: | 分類: 產業資訊

月球引起潮起潮落,也賦予海水巨大動能,因此潮汐能、波浪能等海洋能源都是個具有發展潛力的綠能選項,如果能善價利用海洋資源,對近海或是四面環海國家將大有裨益。

根據 Ocean Energy Systems 資料,波浪能與潮汐能預估可在 2050 年提供 750GW 電力,可說是當今全球核技術的 2 倍,目前更有不少國家正如火如荼部屬與測試該技術。

其中潮汐能可說是海洋能源中發展最成熟產業,韓國早在 2011 年便打造裝置量達 254MW 的始華湖潮汐電廠,加拿大公司 OpenHydro 也於 2016 年在芬迪灣裝置潮汐能系統,而英國 Atlantis 更在同年著手裝置世界最大規模潮汐能 Meygen project,其總發電量預估可達 2GWh。

圖片來源:Atlantis

Meygen project 潮汐能技術像縮小版的三葉風機,外觀如同站立式海底電風扇,現在也有廠商正嘗試打造四葉或六葉風機。而 OpenHydro 則是使用 16 公尺高的圓形空心設備、內有十幾片朝內的葉片,遠遠看很像張開的魚嘴巴,海水流過葉片後就可產生動能與電力,目前該公司也成功於法國開設製造工廠。

圖片來源:OpenHydro

為提升潮汐能成本效益比,廠商也不斷追求新技術,當前潮汐設備多為第一代系統,體型較大、裝設成本也高,但 80% 潮汐潛力區多在水深 40 公尺處,如要把初代潮汐能裝設在深海海床上,建設成本將所費不貲,因此第二代潮汐能應運而生,新系統渦輪機由多個轉子組成並可漂移在深海中,為避免被海流沖走,也會透過電纜與海底錨泊系統連接,體型較小也更適合裝置在深海中。隨著技術更迭,預估未來潮汐能裝置量還會持續增加。

海洋能源各有各的困擾,如果說潮汐能是海水侵蝕與裝設成本高,那浮在海面上的波浪能就還要再加上天氣、海浪拍打與船隻碰撞等困擾,基本上也是海洋能源中能量最不穩定又不規律的電力。

而為減少風險與維護成本,廠商也使出渾身解數,想讓自家產品出人頭地。像是 Wave Swell Energy 的波浪系統就不是浮在海面上、其發電設備甚至不會碰到海水,該設備外觀看起來像是個半浸泡在海中的大型空心混凝土建築,其下方留有一個與海洋連接的通道,當海水流入或流出通道時,引起的空氣壓力會使頂部渦輪機運轉,藉此來發電。

圖片來源:Wave Swell Energy

荷蘭波浪能公司 Wello 的動力設備也不會浸在水中,其設備外型像是一艘船,而轉輪與動力設備皆裝置在船體內,有助於減少海水侵蝕速度與波浪拍打影響。目前 Wello 也正與印尼合作,展開其首次商業應用,並打造世界最大 10MW 波浪能。

但只要是在海上的設備,就勢必要跟海洋生物與漁民爭領地,如果設備太長或是太大都會遇到不少「船難」問題。

丹麥公司 Wave Piston 波浪能系統就是個可長達 185 公尺細長設備,該系統首尾分別被一個浮筒吊著,其中裝置的活動鋼板與活塞會隨著海浪前後移動並產生電力。而天氣不佳時,該設備也可沉入較為平靜的海底。只是該裝置實在是太長了,此類型系統最大的挑戰就是偶爾會被漁船撞到。

目前看來不管是潮汐能還是波浪能,設備都千奇百怪、各有各的優缺點與挑戰,也還不好說到底哪家技術能走入商業化,但是設備無標準化或是不相容可能不利於未來擴大生產,難以推動波浪能與潮汐能技術。

且隨著離岸風電裝置量上升與成本下滑,各國政府也可能會轉向投資離岸風電,而不是仍處在開發初期的海洋能源,使得波浪能和潮汐能開發商在資金減少情況下,陷入「開發測試成功」與「是否能擴大生產」窘境。

但也不能太過悲觀,全球 75% 以上為海洋,擁有不停歇的波浪動能可用,潮汐能也具有可預測優勢,OpenHydro 製造商 Naval Energies 執行長 Laurent Schneider-Maunoury 更指出,只要月亮一直環著地球旋轉,我們就可獲得無盡的潮汐能量。(文/DaisyChuang)

(首圖來源:OpenHydro

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