台灣波浪能怎麼走?5家業者搶進蘇澳港試驗,國內3大技術與應用效益一次看

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蘇澳港8月辦理「波浪發電試驗場域招租案」,為商港首度釋出之試驗場域。(圖片來源:交通部航港局)

蘇澳港8月辦理「波浪發電試驗場域招租案」,是商港首度釋出的試驗場域。(圖片來源:交通部航港局)

編按:台灣四面環海,蘊藏豐富波浪能。今年8月,台灣港務公司首度在蘇澳港釋出商港試驗場域,吸引5家業者搶進。台灣海洋能發展協會理事長莊閔傑撰文分析各區潛力海域、技術類型到應用效益,探討如何發展具台灣特色的波浪能,並提出加速法規與行政配套的建議。

海洋國家的能源機會:波浪能高潛力海域有哪些?

台灣四面環海,本島與周遭離島海岸線長達1,700多公里,所轄領海面積約17萬平方公里,為陸地領土面積3萬6,000平方公里的4.72倍,具有相當豐富的波浪能開發潛力。

根據過去國內波浪調查資料顯示,台灣四周水深50公尺內且年均波浪能資源達每米波寬10瓩之海域,可開發潛能估計超過20GW(百萬瓩),主要位於東北部、澎湖外海至雲彰隆起一帶等地區海域,海岸地區如漁港、商港等事業性海堤亦有數百MW(千瓩)以上的開發潛力。此外,東部地區波能密度與東北海域近似,過去基於土地利用及地形因素考量而未列入潛力區域,近年來國內外岸基式波浪能技術逐漸成熟,東部海岸線長,已有業者展開規劃。

波浪能開發潛能較大之區域。(圖表資料來源:工研院;整理:莊閔傑;製表:RECCESSARY)

面對氣候變遷與能源轉型的雙重壓力,除了太陽能與風力之外,波浪能作為一種穩定、低碳、高密度、空間需求低的再生能源,已在全球多國逐步進入實證與商轉階段。

如何發展出符合台灣海象、地形與社會條件的波浪能模式,是當前最關鍵的課題。這不只是能源工程的挑戰,更是牽涉地方發展、產業創新與公民參與的綜合性工程。

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國內3大類波浪能發展──岸基型、近岸型、離岸型

目前全球波浪能發電裝置技術類型相當多,依據其設置位置與能量擷取方式,大致可區分為3大類:岸基式、近岸式、離岸式,其中近岸式與離岸式國際上並無統一之定義或界線,如依照我國《海岸管理法》定義,近岸海域為平均高潮線往海洋延伸到30公尺等深線,或平均高潮線向海3浬涵蓋的海域。

目前國內已有多家業者投入場址開發,預計2026年~2028年間陸續將有數座MW等級波浪能場址建置完成。

1. 岸基型(Onshore):

岸基型波浪能機組之發電設備及其附屬設施可設置於陸地沿岸土地或結合其他海岸人工構造物(如防波堤、海堤等),依照機組原理大致為點吸收式與震盪水柱式兩大類,如下圖。

(圖片來源:各業者網站;整理:莊閔傑)

岸基型機組具有建置時間短、環境生態影響小、維運便利、建設成本較低、無須鋪設海底電纜等優勢。

岸基型波浪能機組一般單台裝置容量較小,不同業者設計理念不同,單機大約在10kW至500kW之間,再藉由多台併聯成數MW以上的發電量。

2. 近岸型(Nearshore)

近岸型機組一般設置於水深大約5~30公尺或離岸數百公尺以內之海域為主,機組透過固定或漂浮錨定方式設置,如下圖。

(圖片來源:各業者網站;整理:莊閔傑)

近岸型波浪能機組單機大約在100kW至1MW之間,透過海上平台或陣列布放等方式,合併成數十MW以上至數百MW以上發電量,再透過海底電纜傳輸至陸地上進行併聯電網供電。

陣列式設置。(圖片來源:富連海能源科技、Corpower)

3. 離岸型(Offshore)

離岸型機組型式與近岸式相同,但設置地點於水深超過30公尺以上或離岸數百公尺或數公里以外之海域,水深30~50公尺以漂浮錨定或固定基樁式設置,50公尺水深以上多採用漂浮式。

離岸型波浪能機組單機大約在100kW至1MW之間,透過海上漂浮平台、海上發電船或陣列布放等方式,再透過海底電纜傳輸,合併成數十MW以上至數百MW以上發電量,經過海上高壓變電站傳輸電力至陸地上與電網併聯供電,因距離陸地較遠,具高發電潛力但成本較高,維運挑戰大。

波浪能具多元效益,有助商港淨零、減緩海岸侵蝕

波浪能除可進行發電外,亦可適合結合教育、觀光、海岸防護工程等用途多元發展,在濱海邊遠地區亦可結合微電網系統,增加該地區之電源供應韌性,更可結合移動式載具,在緊急情況下提供濱海地區緊急供電使用(如下圖)。

可移動式波浪能發電設備。(圖片來源:富連海能源科技)

根據國際研究指出,波浪發電設備可以有效衰減波浪能量,減緩波浪對海岸侵蝕程度達15%~45%,並可促進沉積物沉積與增強海灘增生,因此如能將波浪能機組與離岸潛堤相結合,除可發電外,還可協助保護海岸國土,延長海岸防護工程壽命,解決國土因海浪沖刷而造成國土流失的問題。

波浪能機組與離岸潛堤共同保護海岸與造灘。(圖片來源:富連海能源科技)

運具電動化及無碳化以列入2050淨零轉型之關鍵戰略,雖然國內目前尚未針對海上船舶電動化制定政策,然淨零減碳已是國際趨勢,目前國內商港及漁港皆已朝向綠色港灣發展,並已於港內規定須採用岸電,降低船舶在港灣內停靠時,傳統以船舶引擎供電的方式產生碳排。

然在港區外臨時錨泊區尚無法實施,因此可透過在港區外錨泊區設置波浪能發電,供船舶臨時需在外海下錨,無法進港時船上之用電使用。未來漁船、遊艇等電動化時,可供海上船舶充電使用,不需要進港充電。

港區外錨泊區設置波浪能發電,可供船舶臨時需在外海下錨,無法進港時船上之用電使用。(圖片來源:富連海能源科技)

如何具台灣特色波浪能?應因地制宜發展各區域應用

台灣各地區海象、人口密度與產業特性不盡相同,因此應依據台灣各地區的海象條件與在地需求,因地制宜推動波浪能發展,採取「區域地景+在地需求+技術適配」的策略。以下為分區構想:

(圖表資料來源:莊閔傑;製表:RECCESSARY)

從能源轉型到地方創能,波浪能有望結合教育與觀光

發展波浪能,不只是電力工程,而是牽動能源轉型、社區參與、地方創生、海洋治理與科技教育的交會點。台灣可從下列幾個策略推進具台灣特色的波浪能發店:

  1. 建立區域示範場域:相較於中南部,北部與東北部不易發展太陽光電與風力發電,適合發展波浪能,因此可從北部與東北部海域條件出發,驗證技術、商模與社會參與模式。
     
  2. 推動法規與獎勵制度:透過政策獎勵,鼓勵偏遠濱海社區、離島設置小型波浪能公民電廠、社區型微電網,並可納入再生能源收購與碳交易架構。
     
  3. 整合教育與觀光功能:與學校、博物館、在地旅遊業者合作,發展綠能導覽與體驗式學習。
     
  4. 建立跨領域合作平台:結合學界、產業、社區、政府力量,形成可持續推動的發展生態系。

逾5家業者搶進蘇澳港試驗,2030年容量上看100MW

日前蘇澳港辦理「波浪發電試驗場域招租案」,為商港首度釋出之試驗場域,規劃3處離岸式波浪發電試驗區。據了解,國內已有超過5家國內外波浪能開發業者陸續展開波浪能場址開發作業,已提出申設之地點超過10處,根據前述波浪能潛力地點與當前波浪能技術發展現況,如能加速行政審查流程,預估2030年前波浪能裝置容量將可達50~100MW。

建議政府應盡速成立海洋能單一服務窗口,除協助業者輔導申設外,並積極協助縣市政府綠能辦公室及各環境敏感相關單位對於波浪能申設問題之釐清,縮短行政審查時間,如此可加速達成發展目標。

※ 本文為「台灣海洋能發展協會」合作專欄。原文標題:〈發展具台灣特色的波浪能〉


(觀點文章呈現多元意見,不代表《RECCESSARY》的立場)

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