洋流發電在臺灣的發展
洋流發電在臺灣的發展 (Ocean Current Energy Development in Taiwan)
國立臺灣大學土木工程學系 連嘉玟
為什麼要發展洋流發電?
臺灣目前主要的發電多仰賴火力發電，包含燃煤、燃油、燃氣，以及汽電共生等方式。而這類的發電方式不僅需要仰賴進口，發電過程中除了排放二氧化碳，也會排放許多汙染環境、影響植物之生長及人體健康的物質，例如硫氧化物、氮氧化物等。海流發電是目前政府有意研究的乾淨能源，雖然尚在評估開發階段，但希望未來能透過此發電方式減少對環境造成的汙染，並改善臺灣的發電品質。
臺灣有黑潮、東北季風帶來的高潛能波浪，具備極佳的海洋能源開採的條件，可以為臺灣增加一些自主性能源。目前全世界主要海洋能形式可分為 5 種，分別是海流發電、波浪發電、潮汐發電、溫差發電與鹽差發電。而臺灣東部外海波浪發電與溫差發電也都有優勢，海波具備高勢能、外海溫差也能達到 20℃ 左右。
臺灣洋流發電說明與潛能評估
目前臺灣沿海周遭最具優勢的洋流即為黑潮。黑潮起源於太平洋北赤道流，為太平洋西方邊界的強流。利用黑潮所帶來的豐沛且穩定的海流，可全年 24 小時發電。一般洋流發電設計方法均在海流流經處設置截流的沉箱，其中的水流發電機組能藉由水流的壓力和動能來推動水輪機上的扇葉轉動來做功，再轉換成電能，擷取能源的概念與風力發電類似。
水的密度比風大的多，相同截面積的情況下，洋流發電效率約為風力發電效率的 11 倍。但關鍵也就在於水密性太高，並且加上臺灣容易有颱風的破壞，機具的使用年限和維修問題倍受質疑。目前擴散式導罩等簡化機具的方式尚在初步測試階段，使葉輪處的流速透過導罩引入更多的流體而增加。希望可以大幅提高發電功率和利用它產生預留的浮力 [1] 。
圖一、洋流發電示意圖 [1] （http://rencentre.com/news-and-insights/1444）
洋流發電的進步空間
與風力的發電效率相比，臺灣的平地區域幅員不夠廣闊、風力也不夠強勁，加上季風問題導致風向不穩定。臺灣東部洋流流速發達、蘊藏著極大的發電量，潛力十足。但目前洋流發電在開發階段遇到的挑戰是，發電機組必須固著於海床，才能有高效率的表現。另外定期維修的需求、對海洋系統環境的風險也要降至最小。目前海底電纜和深海渦輪裝置技術都需要改善，雖然臺灣銜接東部的電纜目前已經可以進一步傳至全台各地。但是更重要的是裝置容量也要提升，使發電量與工程成本能輝映。
另一點，海洋能在海洋生態系的維護保存上，被相關自然保育團體質疑，以臺灣法規與環境評估等各種行政方面的窒礙難行，短時間內海洋能應都只能在研發階段不斷努力。
小結
在環境上，洋流發電雖然較為乾淨環保，但是對於東部海岸生物多樣化的生態圈是否造成影響還需要評估，進行技術研究。臺灣長期仰賴進口能源發電，不僅在工業上的生產成本提高，更影響到經濟與政治的層面，容易受國際情勢波動。而目前主要使用火力發電的臺灣，勢必須要引入其他發電方式，進行能源轉型，才能對整體社會進步有根本上的提升，也期望再生能源的發電量在未來 50 年能佔總發電量的 30% 以上，與今日的德國看齊。而目前臺灣火力發電機具設備完整、成本相對低廉，並且相較其他在發展的太陽能、風能具穩定供應的特性。洋流發電同樣有穩定、四季皆有的特性，希望未來能順利在臺灣能源轉型的道路上扮演重要角色。
參考文獻
- Tidal Energy Overview — Acom. http://www.altenergymag.com/article/2013/03/tidal-energy-overview/1212/
- Hydrography — University of Southampton. http://www.soes.soton.ac.uk/teaching/courses/oa631/hydro.html
- 李柏翰等 (2014)，臺灣發展海流能之成本效益評估，海洋工程研討會論文集。http://www.tsoe.org.tw/downloads/thesis/2013H12.pdf
- 海流發電｜能源科技中心。http://www.etc.ndhu.edu.tw/files/90-1090-51.php
- 黑潮發電 臺灣能源救世主？｜聯合報http://mail1.ctsh.mlc.edu.tw/~ctsh_h/cthchem/psweb/newspaper/ocean_current_power.html
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