陳建宏 教授

國立臺灣海洋大學

圖1 環太平洋各國的測試場發展圖。

 

美國的測試場分別位在奧瑞岡州和夏威夷州，以波浪能為主，皆有海底電纜併網，前者由奧瑞岡州立大學負責，後者則主要由美國海軍建置，並由夏威夷大學管理（圖2）。美國在海洋能開發的發展上雖較歐洲來得晚，但近年來卻非常積極，除了由政府支持一些大型的海洋能發電計畫之外，也透過競賽，迭有新穎的發想，譬如最近美國能源部舉辦波浪能海水淡化設計比賽，該部也和國家海洋與大氣層管理局（NOAA）共同舉辦使用海洋能供應海洋觀測平台電力之競賽。所以，夏威夷測試場於2015年建置完成之後，就陸續有各國的機組在該場域進行測試。

圖2 夏威夷波浪能測試場的建置規劃討論會。

 

中國則是亞太地區相對積極發展海洋能的國家，該國有三個測試場，包括山東威海（波浪與潮流能，適於小尺度機組）、浙江舟山（潮流能，適於全尺度機組，圖3）、以及珠海萬山島（波浪能，適於全尺度機組）。中國大陸沿海的波浪能密度並不如台灣東北海域、澎湖海域，但該國仍積極發展全尺度的測試機組，進行長期的測試與開發，足見其發展海洋國家的雄心。事實上，台灣周圍海域的波浪能密度在亞洲沿岸海域算是數一數二的，且國內一些學者專家還認為目前的估計值偏低（主要是因測站有限，無法比較全面地了解區域波浪能密度分布），其實我國是有本錢發展中低緯度海域的波浪能開發。

圖3 中國舟山海域的各種尺度潮流能測試機組。

 

新加坡去年（2019）在聖淘沙跨海步行道建置完成了潮流能示範場，這是由當地MAKO能源公司主導的計畫，此測試場將在東南亞海域條件之下（熱帶海域），示範具擴展性的潮流能系統的發電運轉；不過早在2017年，即有Schottel Hydro公司的潮流能渦輪機在此區域進行過長時間的測試（圖4）。新加坡是一個有遠見和雄心的國家，我們或許會認為這個蕞爾小國，能有甚麼海洋能，這樣的質疑並沒有錯，但東南亞有幅員廣大的島嶼海域，這些島嶼棋盤交錯，造成強勁的區域性潮流，也就是說這些海域擁有豐富可觀的潮流能，這才是新加坡目光專注的所在，他們想要成為東協國家潮流能開發的領頭羊。該國專家認為：透過海洋能與其他再生能源的整合開發，對許多電網不能及的島嶼提供基本的電力，將有助島嶼住民生活品質與健康狀態的改善，他們商業、技術、人道的整合思維，值得學效。

韓國有豐富的潮流能資源，該國在多年規畫之後，近幾年開始落實珍島（Jindo）潮流能測試場的建置，相關計畫於2017年啟動，預計2022年完成，總經費達數億台幣。韓國目前正積極地發展潮流能發電、以及整合潮流與離岸風的混合發電系統，未來在潮流能機組的開發與商轉上，此測試場將扮演重要的角色。

我們可從以上說明看出：海洋能的發展雖然進展不見得那麼的快速，但先進國家都已經意識到建置海洋能測試場的重要性，以致各國無不依著他們的在地特色，戮力建置相關的測試場域。國立臺灣海洋大學自2009年即提出海洋能測試場的概念，包括波浪能、潮流能、以及洋流能，臺灣允為環太平洋地區最早提出此議題的國家，很可惜的是，相關的規劃、建置與使用，目前已經遙遙落後各國，目前的光景可說先發後不至。

圖4 部署於新加坡聖淘沙測試場進行測試的Schottel Hydro潮流能機組（2017年）。

 

有關海洋能測試場的建置，科技部曾於2012年予以補助，進行初步的評估，並選出可建置的場址。在波浪能部分，國立臺灣海洋大學旁的海域經評估具有以下的優點，是非常優質的海洋能源測試場域：

• 地處我國最佳波浪能海域。
• 海床底質以岩石或礁石為主，無漂沙問題。
• 潮差小，有利一些海洋能機組（如OWC形式的海洋能機組）測試。
• 海床坡度適當，離海岸500 m左右，即可達40 m水深，電纜的鋪設路徑短。
• 每年有颱風經過，可測試相關機組在亞洲海域極端天氣下的存活度。
• 附近有造船廠、漁港等設施，便於廠商建造全尺寸機組，並能拖吊到測試點，布放、回收、維護都相當容易。
• 與國立臺灣海洋大學結合，有優質、充分的研究人力支援。

這些優點獲得歐洲海洋能中心（European Marine Energy Center；簡稱EMEC）的稱許，經過該中心專家的實地勘察，咸認為是優質的測試場域。十年來，國立台灣海洋大學的研究團隊已在此海域進行相當多的監測，該校曾於2010年與工研院、台灣國際造船公司簽署三方合作備忘錄，共同開發海洋能源，故工研院的相關研發機組率多在本海域進行測試，近年來亦有數個科技部產學計畫，規劃將在此海域進行測試。

我們仍期待政府在發展綠能之際，能青睞尚未成熟的海洋能，協助建置完善的測試場域，並有效地幫助國內海洋能廠商的發展，共謀新能源利用的成形，以避免繼風力發電之後重蹈覆轍。