風能較適合歐洲,日本利用世界最強洋流發電

作者 | 發布日期 2022 年 06 月 06 日 13:16 | 分類 環境科學 , 能源科技 , 自然科學 line share follow us in feedly line share
風能較適合歐洲,日本利用世界最強洋流發電


燃煤、核電現在都不受歡迎,全球電力轉型將希望寄託在再生能源。日本也是,發生福島核災之後就一直在尋找新的綠色能源,除了太陽能、風能、地熱、潮汐,日本現在發現深海洋流也可以發電,利用世界最強洋流之一汲取電力,且不受氣候影響,是更恆定穩定的可再生能源。

日本重型機械製造商 IHI Corp 十幾年來一直在測試深海洋流發電,最近成功測試大型飛機大小的發電機原型,看起來像 330 噸重飛機,有兩個反向旋轉的渦輪風扇,整個設備可漂浮錨定海床,位置海面以下 30~50 公尺處。深海發電機仰賴日本東岸世界最強黑潮發電,電力透過海底電纜傳輸,測試過程產生約 100 千瓦穩定電力。

世界各國對可再生能源的大部分投資都是風能和太陽能,日本是世界第三大太陽能發電國,且大力投資海上風電,但這些能源都無法提供洋流電力系統的穩定性和可靠性。東京大學專家支持洋流發電,原因是洋流在日本有優勢,認為風力發電更適合歐洲,歐洲主要受西風影響,且位於高緯度地區。

洋流優勢在穩定性,由於流動速度和方向幾乎沒有波動,有 50%~70% 容量因子,陸上風電約 29%,太陽能約 15%。容量因子是衡量系統發電頻率的指標,但水下安裝系統比陸上複雜,因水下系統必須夠堅固,才能承受深海洋流的侵蝕性和惡劣條件。

專家認為,日本與擁有悠久北海石油勘探歷史的歐洲不同,日本海上建設幾乎沒有經驗,建立夠強大的系統以承受深海流的惡劣條件,並降低維護成本是重大工程挑戰,技術還須證明洋流不如東海岸那麼強的地方,深海發電機也能有效發電。

日本也在探索其他用海洋產電的方法,包括潮汐能、波浪能和海洋熱能轉換,海洋熱能是利用冷暖海水溫差發電。商船三井已投資英國波浪能公司 Bombora Wave Power,此外也在海水溫差發電投資數十億日圓,今年開始在沖繩營運 100kW 的示範設施。九州電氣可再生能源部門今年開始進行耗資 6.5 億日圓的測試,在東海五島周圍生產 1 兆瓦的潮汐能。雖然潮汐流不是 24 小時運作,但比深海洋流更強。

國際能源署建立的政府間合作機構海洋能源系統 (Ocean Energy Systems) 預計到 2050 年,全球有可能部署超過 300 吉瓦海洋能源。但海洋能源潛力取決於位置,需考慮水流強度、電網或市場准入、維護成本、航運、海洋生物和其他因素。

專家表示,日本波浪能全年溫和且不穩定,潮汐強的地區往往是航運繁忙的地區,海水溫差發電適合溫度梯度較大的熱帶地區。深海流優勢之一是不限制船舶航行。IHI 目標是深海流發電量可達到 2 兆瓦,相當於日本目前發電量 60%2030 年開始商業化。

(首圖來源:Flickr/aco pbc CC BY 2.0)