海島國家的綠能生力軍 「海洋能」是什麼？ 台灣技術下一步往哪走？

隨著台灣淨零碳排的藍圖逐漸成形，使用更多綠能發電便成為必然的趨勢。身為海島國家，環繞台灣的海洋成了充滿潛力的資源，但是，台灣的「藍海」策略準備好了嗎？

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台灣四面環海，有潛力可以用海洋發電。圖片來源：MagicTV / Pixabay

黑潮穩定 創造洋流發電可能性

台灣地狹人稠，資源稀缺，且由於目前仍仰賴煤炭、天然氣等化石燃料發電，2020年進口能源占比近98%。另雖近年已大力研發可再生能源，2020年的供給量卻僅佔2.09%，仍有很大進步空間。不過，身為海島國家，台灣在發展海洋能上有著得天獨厚的潛力，這可能有助於推進能源轉型，並協助彌補電力缺口。

所謂海洋能，根據國際再生能源署（IRENA）的定義，係指利用海洋的各項條件來發電的方式，包含了波浪能、潮汐能、鹽差能、溫差能。台灣四面環海，東側有全球第二大、屬於太平洋洋流的黑潮通過，塑造了洋流發電的優勢條件。

黑潮厚度約500至1000公尺、寬度200餘公里，流速最快達時速0.72公里，其中綠島及蘇澳外海的流速最快，如能有效利用水流轉動渦輪機，可以為台灣提供穩定且乾淨的電力。

發展成本高 台灣自力研發「黑潮能」技術有成

然而，海洋能的發電機組須設置於海洋上，且須能承受洋流持續的衝擊，無論是研發、設置、測試還是實際運作的成本，都高出其他發電方式，且有諸多障礙有待克服。因此雖然海洋能技術在19世紀就已問世，各國仍大多專注在其他發電模式上，直到20世紀末才開始積極投入與開發海洋能。

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海洋能發電初始成本高，構成最大發展困難。圖片來源：rzierik / Pixabay

台灣2009年推動「能源國家型科技計畫第一期程」時，已將海洋能列為六大發展主軸之一，並在2014年至2018年的「第二期國家型科技計畫主軸專案計畫」中，開始推行波浪與黑潮發電技術的研發。歷經十幾年的發展，目前已取得初步的成果。

國家海洋研究院與國立中山大學的研究團隊於2020年，選定距國家及洋流能發電測試場32公里的台東縣富岡漁港，以及距綠島西南海域55公里的新港漁港一帶作為洋流發電的基地港，並將實驗性的50瓩洋流發電機組升級為400瓩，同時進行實地裝機測試，目標是在2025年前達到2000瓩的目標。

強化應對颱風能力 台灣團隊開發新型發電機組

同年，國家海洋研究院又與國立台灣大學、國立海洋大學的團隊合作，開發發電量10瓩的「翼型」浮游式洋流渦輪發電機組，並於年底前完成水深60公尺的實海耐壓及發電測試。考量台灣颱風頻仍，可能毀損發電機組，新設備也以特殊設計強化面對颱風的能力。

除了以流線性的構造減少水流阻力、避免破壞外，這款浮游式發電機組還可憑藉浮力在洋流中上下移動，平時可在水深20公尺至30公尺處進行發電，颱風來臨時則下潛至水深50公尺至60公尺處，而且體積不大，可輕易由船隻載運至發電地點，未來有望挑戰20瓩發電量。

技術漸到位 後續配套仍待完備

雖然技術已逐步到位，且海洋能也已納入國發會發布的〈台灣2050淨零排放路徑及策略總說明〉，足見國家發展海洋綠能的決心，但在生態與基礎建設等面向上，仍有許多配套措施有待完備。

在生態部分，2021年一份發布在《生物保育》（Biological Conservation）期刊的研究指出，潮汐能、洋流能等海洋能的發電機組必須設置在海中，其旋轉的扇葉可能會讓不慎被捲入的海洋生物受傷或死亡；除此之外，發電機組在水下產生的噪音、發電所造成的電磁場干擾與轉變等未知因素，也可能會衝擊附近的生態。但在現階段，黑潮流經的台灣東部海域環境數據資料仍不足，導致生態風險仍為未知。

除此，沒有完善的基礎建設、電網支撐，以及明確的後續商業化架構，海洋能要成為台灣綠能生力軍，還需要更深入的通盤規劃。

參考資料：

國發會，台灣 2050 淨零排放路徑及策略總說明

台灣經濟研究院（2021年12月7日），台灣推動海洋能產業發展之前景

Biological Conservation（2021年10月），Are fish in danger? A review of environmental effects of marine renewable energy on fishes

地球科學研究推動中心（2021年7月11日），國海院攜手台大研發「浮游式洋流發電機組」 完成實海測試

關鍵評論網（2021年5月31日），海洋能發電，是台灣下個兼顧國際化與在地化的能源產業

關鍵評論網（2021年5月7日），2050年淨零碳排，政府該開始思考「黑潮發電」等海洋能源相關政策

自由時報（2021年1月14日），洋流發電商轉測試 選中台東縣2基地港

科技新報（2019年10月2日），顛覆黑潮穩定洋流印象，台大首發現黑潮水層剖面像千層蛋糕

科技報導（2015年4月），台灣海域能源