不受土地限制、發電預測性高,潮汐能如何突破成本高困境出頭

作者 | 發布日期 2019 年 03 月 26 日 14:18 | 分類 環境科學 , 能源科技 follow us in feedly


潮汐能雖然是備受看好的海洋能源,建設不受國土面積影響,設備也可以發展多樣性功能,但相較於其他再生能源來說,其建設、維護成本居高不下,發電量也無法相媲美,那麼潮汐能要如何突破發展困境呢?

潮汐能是透過每天潮起潮落來發電,以海面起伏為動能驅動渦輪機,設備則再細分攔潮堰(Tidal barrages)系統跟新型的海底渦輪機等系統,其中攔潮堰是透過水閥、水輪發電機與水壩兩側的水位差進行發電,雖然成本較為高昂,但由於該設備由混泥土建造,壽命相當長。

舉例來說,法國的郎斯潮汐電站 1966 年就開始運作,至今已運作 53 年都還沒要退休的樣子,與此同時該設備建設成本也驚為天人,當時法國斥資 1.15 億美元打造該電廠,成本約為每 KWh382 美元,發電成本則是每 KWh 4-12 美分。

南韓也在 2011 年打造世界最大,也最昂貴的攔潮堰潮汐電站,始華湖潮汐電廠裝置量高達 254MW,根據國際再生能源機構(IRENA)估算,南韓在該專案花了 2.98 億美元,而將建設成本與裝置容量相乘後,建設成本為每 KWh 117美元,發電成本則是 2 美分。

商轉中的潮汐能基本上都是攔潮堰系統,新型的水下渦輪機仍處在邁向商業化階段,且由於系統與所處環境不一樣,發電量與壽命皆比攔潮堰系統還要差。

目前世界最大水下渦輪潮汐電站位於蘇格蘭,是由潮汐能公司 SIMEC Atlantis Energy(SAE)打造的「MeyGen」計畫,SAE 預計 2018 年該潮汐發電站將可生產約 1.9GW 的電力。

SAE 正努力鑽研水下渦輪機技術,先前也成功開發出世界最大、裝置量高達 2MW 的單轉子潮汐能設備,該系統使用壽命長達 25 年,也有望成為新一代海洋能源重要生力軍。

新型潮汐能設備設計花樣多,除了像是海底電風扇的單轉子系統,潮汐能公司 Scotrenewables 也有研發出像是潛艇的潮汐能設備,外觀就像是底下裝著電風扇的海事工船,機體下方長達 16 公尺的轉子可透過調整旋轉速率與葉片間距來因應不同的波浪,估計該裝置每年足以供應 830 戶英國家庭年用電需求。

UPM 海洋再生能源技術研究小組(GITERM)成員研發則研發出二代轉子的系統 GESMEY,該設備由多個轉子組成,透過電纜與海底錨泊系統連接,體型較小,更適合裝置在深海中,不過目前還不知道發電效率與建造成本。

而未來到底有那些潮汐能廠商可以成功邁向商業化,現在還不好說,但現在愈來愈多人看好新型潮汐能的潛力,認為人們可善加利用潮汐可預測性以及取之不盡用之不竭的特性,且新型水下系統較為美觀,成本也比較低,擴大發展將有機會為近海國家帶來新型能源技術。

(首圖為郎斯潮汐電站,來源:By User:Dani 7C3 [GFDLCC-BY-SA-3.0 or CC BY 2.5 ], from Wikimedia Commons

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