台灣洋流能發電發展現況
台灣自1990年之後近25年時間,能源進口依存度達97%以上,主要是天然氣、煤炭及石油等化石燃料,燃燒化石燃料產生溫室氣體排放是全球暖化的主要原因之一,高比例的進口依賴使得國際原油價格的變動影響台灣民生物價,發展可再生能源預期能改善能源供應的不穩定性,相對減緩油價波動對國內政經衝擊。全球暖化及氣候變遷造成極端氣候頻繁,再生性能源日趨重要,世界各國積極開發。由於日本福島核電廠事件後,台灣為朝向無核家園邁進,因此正努力增加再生能源使用比率。向海洋尋求再生能源則是各國海洋科技研發的一個重點。
世界第二大的洋流系統─黑潮,起源於菲律賓,流經臺灣東部海域,沿著日本往東北方向親潮相遇後匯入東向的北太平洋洋流,黑潮的流量評估約20~30 Sv,實測資料顯示臺灣與綠島之間的平均流速可達1 m/s以上;洋流能相較於潮流能和波浪能的發電優勢在於其受時間週期的影響較小,僅因冬夏季的溫度和季風影響而稍有消長,其流速相對於潮流穩定,可做為基載發電,此為其他再生能源所沒有的特點。相對於離岸風力發電,洋流發電的技術方面仍在發展階段,故有投入研發的空間和國際競爭的投資潛力。
發展洋流能轉換系統受限於該區域洋流能的蘊含量,有此發展條件的國家不多,因此目前僅有瑞典有部分成果,瑞典的Uppsala大學發展7.5kW洋流能轉換系統,並於境內達爾河的橋墩處進行原型機組測試(IEA-OES, 2016);新加坡積極投入再生能源的研發,洋流能是其目標發展的方向之一,但是仍在起步階段;日本IHI和東芝於2015年啟動海流發電系統示範研究,將於2017年在鹿兒島十島村口之島附近海域水深約50處,進行發電機組實海域測試。
我國萬機鋼鐵工業股份有限公司從2009年啟動黑潮洋流能發電專案,研發洋流能發電機組,經過多次的試驗,校正,改善到至今的50kW洋流能單元發電機組,過程中逐一改善克服洋流發電目標嚴苛的操作環境,面對材料防鏽、生物防汙、自潤軸承和沉水式發電機等難題,參考國內外相關技術逐步研擬出因應臺灣海域環境之洋流發電系統。2012年萬機公司與國立成功大學水工試驗所合作,在科技部經費補助下進行洋流能發電機組發電效能測試。2015 年研究團隊在小硫球東南海域共進行二次實海域船拖測試(拖船方式產生相對流速對洋流能發電機組進行發電測試),在流速為 1.43m/s 條件下,萬機鋼鐵工業股份有限公司所研發的第 3 代50kw單元發電機組之發電量可達 32.57kW。2016年7月於屏東縣鵝鑾鼻東南方海域之黑潮主流處建立深海繫泊浮台系統,於年7月25日在黑潮主流進行50kW洋流能單元發電機之實海域錨碇測試,得到在1.27m/sec之流速下,其平均發電功率為26.31kW,成功於0.45m/sec之流速下啟動渦輪機,並連續運轉達60小時,為成功利用黑潮擷取洋流能之世界首例。
作者介紹