向天借能源?
李傳宗 助理研究員
國家海洋研究院
台灣地處西太平洋上之海島,島上地狹人稠且缺乏礦產及資源,根據經濟部能源局之統計,目前台灣之能源約98%仰賴進口,其中又以煤、石油等化石能源的依存度最高,過度依賴化石能源之結果將導致汙染及二氧化碳排放問題日益嚴重,在近年來世界各國對於環保及二氧化碳減排之要求;另我國政府在2011年3月11日本大地震所引起的核電廠爆炸,以及國人對於核能安全的疑慮及核廢料儲存場址問題之因素影響下,於106年提出「能源發展綱領」朝向「確保能源安全、綠色經濟、環境永續期能達成2025年非核家園」之願景規劃。
近來由於氣候環境改變,從去年底加州森林大火、今年初的德州暴雪以及台灣遭遇56年缺水大危機,使得「溫室效應」及「極端氣候」等名詞,已經成為熱門名詞深植人們心中,也一直在探討其原因,目前認為造成極端氣候的主要原因為二氧化碳的排放,而使用化石能源材料也被認為是產生二氧化碳的主要原因之一,國際上目前有128國家宣示2050年達成淨零碳排,紛紛宣佈將針對高排碳進口產品課徵碳關稅,如此將嚴重影響國內產業之競爭力,欲達成二氧化碳減排降低汙染及補足核能發電之電力缺口,世界各國積極發展無碳再生能源,對此我國經濟部也於今年4月宣示2050年零淨排之政策,積極發展無碳再生能源產業,目前預定2025年將再生能源裝置量提高27GW,佔總發電佔比20%,至2050年達到零淨排之政策。
圖1 50瓩發電單元機組布放狀態(資料來源:研發團隊)。
再生能源主要包含風力發電、太陽光電、海洋能等,目前我國發展再生能源初期從太陽光電及岸上風力發電開始開發,主要鼓勵農地及埤塘種電及設立風力發電機組,中期推出離岸風力發電,其中更宣示離岸風力發電至2025年累計達 5.5 GW,之後2026年至2035年更規劃10年10GW之區域開發政策,以每年1GW的規模來建置離岸風場,後期(第三期)納入海洋能之發展,其中海洋能又分為潮流能、波浪能、溫差能及洋流能等。
根據統計台灣全年主要用電尖峰在夏季,而夏季每日用電尖峰主要分為中午1點至3點及下午6點至8點這兩個時段,發展太陽光電無法補足夜間用電缺口須加以考慮;另台灣地理環境夏季吹西南風風量小,冬季吹東北季風風量大,如何將冬季所發之電儲存至來年夏季使用則是另一個須加以考慮之課題;在發展上述發電時同時發展海洋能發電正可以補足此部份之缺口,台灣適合發展海洋能發電主要有波浪發電,主要適合場域有北部及東北部海域,而發展溫差發電之區域在東部海域,發展波浪發電可與防波堤結合,將海浪作用防波堤之能量吸收,保護防波堤;發展溫差發電時更可以同時發展海洋深層水及其附加產品,提供高其經濟利益;而流經台灣東部的北太平洋最大的海流一黑潮(Kuroshio),全年流速及流向穩定,其所發之電可為基載用電,補足台灣之用電缺口。
圖2 「KAIRYU」發電機組(資料來源: http://tokiox.com/wp/ihi)。
圖3 10瓩浮游式發電單元機組 (資料來源:研發團隊)。