海洋資源無窮盡但投資成本高,潮汐能盼出頭天

作者 | 發布日期 2018 年 10 月 31 日 7:45 | 分類 環境科學 , 能源科技 follow us in feedly

潮汐能是透過日夜潮起潮落來獲得能量,以海面起伏為動能驅動渦輪機發電,雖然是個相當重要的綠色能源,但其同時也是個發展時間相當短的海洋能源,成本較高、技術也還沒有像風力發電與太陽光電那麼成熟,若要大規模發展還得面臨許多挑戰。



(Source:By 핑크로즈 (http://blog.naver.com/pfmusic/10122410431) [CC BY 2.0 kr], via Wikimedia Commons

潮汐能的天然優勢相當多,除了不受土地限制影響,設備也可以發展多樣性功能,就好比目前世界最大潮汐能設備──2011 年完工的南韓始華胡潮汐發電廠,不僅裝置量高達 254MW,還結合原有 12.5 公里長的海塘,進一步保護沿岸受波浪侵襲。

該技術也是種可預測且幾乎無窮盡的能源,相較於太陽能與風力發電等間歇性再生能源,海水潮落是週期性的,製造廠商與開發商相對容易評估設備發電量,再加上潮汐能設備不多,基本上只要需要蒸汽產生器就可以運作,而隨著技術設備日新月異,廠商也開始研發新型潮汐渦輪機與動態潮汐能(DTP),致力於為提升發電量與降低成本。

潮汐能電廠服役期也相當長,若是採用攔潮堰(Tidal barrages),透過水閥、水輪發電機與水壩兩側的水位差進行發電,這些設備都是以混凝土製造、壽命為太陽光電與風能的 4 倍左右,就好比法國裝置量達 240MW 的郎斯潮汐電站 1966 年就開始服役,至今都還沒退休。

(Source:By User:Dani 7C3 [GFDL, CC-BY-SA-3.0 or CC BY 2.5 ], from Wikimedia Commons

新型的潮汐能設備也越來越耐用,以往水下轉子渦輪機會因為海水侵蝕、波浪碎石衝擊,讓設備壽命難以跟陸上發電廠相競爭,但新型結構壽命已長達 25 年。

只不過潮汐能目前仍有許多挑戰帶跨,其中最主要的就是成本非常高昂。潮汐能渦輪機基本上多都位於水下,不僅製造上得考量到難以預測的波浪環境,水下安裝過程也相當危險,之後的檢修與維修又是一大考驗,光是這些成本就會讓潮汐能成為一項高風險投資。

且潮汐能發展時間不長、攔潮堰或是水下渦輪機對海洋生態的影響尚無法得知。西北太平洋國家實驗室(PNNL)海洋學家 Andrea Copping 表示,大自然中海水起伏與流動為既豐沛又穩定的能量來源,但是在人們將發電設備沉入海底之前,得先確定不會對生態造成不良影響,然而目前人們沒有確切證據,只有基於現有知識與電腦建模的理論。

雖然有些水下發電廠會在設備加裝感測器,渦輪機只要感應到大型生物靠近就會停止運作,但不管是電廠本身的電流與電磁場,還是設備外部的油漆、潤滑劑或是防污塗料都有可能會影響水下生態。

因此現在已經有不少保育團體、海洋生物學家投入研究,像是電磁場是否會影響鮭魚與海龜等海洋生物迴游與遷徙、是否會影響生物覓食等,隨著相關研究增多、環保團體的審慎觀察,未來潮汐能等海洋能源仍有望成為對環保與經濟都有利的選擇。

對於開發商相對關注的投資成本議題,奧瑞岡州立大學能源系統副教授 Ted Brekken 也指出,技術進步將有助於減輕成本;耶魯大學森林與環境研究學院旗下的 Yale Environment 360 也相當看好潮汐能,認為該技術一直在向前行,顯示不少廠商仍看好潮汐能的未來發展,希望該技術能有出頭天的一日。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:Flickr/gail CC BY 2.0)

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