潮汐能邁向商業化應用現況

以Verdant Power與Orbital Marine Power近期規劃為例

黃佳寗＊主筆

＊中華經濟研究院輔佐研究員

一、潮汐能發展趨勢

　　伴隨技術日益精進與成熟，海洋能相關應用也逐漸被不少國家視為未來電力供應的重要來源之一。就海洋能源領域的關鍵技術成熟度而言，波浪能跟潮汐能領域已趨近成熟，但由於所需的驗證較其他再生能源領域更為複雜且困難，導致不少海洋能源發電設備廠商在邁向商業化的過程中，也面臨諸多瓶頸，資金耗盡卻獲利鮮少更成為這個新興能源應用領域的常態。成立於2004年的愛爾蘭潮汐能公司Open Hydro即是其中之一，該公司是海洋能應用的先驅，曾被英國媒體視為未來發展的明日之星，好不容易於歐洲海洋能源中心（EMEC）通過長期且繁複的海域實地測試驗證，也於2017年獲得歐盟准許其可於海域實地部署商業驗證機組，正準備展開商業規模驗證機組的海域實地部署工作時，卻由於資金耗盡且未順利尋得足夠的挹注，在2018年被母公司法國潛艇建造局（Direction des Constructions Navales Services，DCNS）清算並宣告破產，其技術團隊則回歸母公司繼續效力。

　　由於應用場域為開放且高度複雜的環境，研發海洋能源發電設備需耗費更多資金與時間，類似Open Hydro未能如期邁向商業化的公司比比皆是。不過，也有某些企業幸運突破瓶頸，如Verdant Power（2000年設立於美國）、Orbital Marine Power（2002年設立於蘇格蘭）皆已於EMEC完成測試驗證，Verdant Power於去（2020）年在美國紐約東河部署完成商業規模機組，Orbital Marine Power則於2018年對既有發電機組O2進行優化，規劃再至EMEC進行商業規模機組的測試驗證工作。

二、持續發展成功之案例：Verdant Power與Orbital Marine Power

　　根據EMEC官方網站的公開資料顯示，Verdant Power在其原型機開發階段，曾前往其所屬測試場進行測試，但確切年份卻未多加著墨。2012-2016年間，參與美國「羅斯福島潮汐能計畫」，並藉此計畫完成機組在海域實地環境的部署與驗證，再將所獲得數據作為後續幾代機組優化效能的參考依據。2020年10月於紐約東河順利部署第五代商用潮汐能發電機組，搭配美國能源部及紐約州積極推動潮汐能應用的政策，若機組可順利且長期的運作，未來可望提供約40MW的電力，緩解紐約州長期以來用電緊張的壓力。值得一提的是，EMEC於2020年8月獲國際電工委員會(IECRE)授與「國際可再生能源實驗室」（RETL）的標章，而Verdant Power則成為RETL標章首家認可的公司。因此，在2019-2020間，Verdant Power也與EMEC密切合作，以協助其所製造機組之效能可符合國際標章認可的規範，其後續發展值得持續且長期的追蹤下去。

　　2002年成立於蘇格蘭的潮汐能製造商Orbital Marine Power(OMP)則是另一個順利突破重圍，並提升潮汐能邁向商業化的可能性。由於總部位於蘇格蘭，距EMEC有地利之便，相關的測試驗證工作也以其所屬的測試場為優先，也將所獲得的數據作為後續優化既有機組與研發新機種的依據。OMP以開發簡化、安全的製造與安裝的發電機組，以降低海洋能源應用的高昂成本為目標，2012年至EMEC測試浮式原型機SR250（額定容量250kw）。經初步優化，2016年再次至EMEC測試SR200（額定容量2MW）型發電機組。2018年彙整前兩次測試與驗證數據，開發新的浮式發電機O2，並續前往EMEC進行長期的海域實地測試。OMP所開發與製造的浮式發電機雖看似仍處於測試驗證階段，但隨著額定容量的逐漸增加，也透過長期的海域實地測試驗證確認發電機組的效能。而這些優化開發與測試成功的經驗也將成為OMP潮汐能發電機邁向商業化應用的穩固基礎。

　　實際海域的開放環境提升海洋能源應用的複雜度與困難度，需透過長期的測試方才可確認發電機組之效能，相關業者需耗費更多資金與時間研發與製造，這是海洋能源至今尚未出現大規模商業化成功案例之主因。但仍是有少數幸運兒可突破重圍，Verdant Power與OMP即是成功突圍的典範。這些公司通過不斷的測試與優化發電機組，以確認其發電效能可做為未來的供電來源，也累積日後邁向大規模商業營運的資本。

三、結論與建議

　　在全球佔據廣袤面積的海洋蘊藏可觀能量，在技術日漸精進與成熟下，發展海洋能相關應用，將其視為未來供應電力的重要來源之一，以逐步降低傳統石化燃料使用的比例，逐漸成為世界各國研擬能源政策的關注焦點。在技術成熟、政策推動及驗證資源推波助瀾下，潮汐能邁向商業化應用階段可能會較其他海洋能源來得迅速。

　　反觀台灣，由於海域深度以及多天災（颱風、地震）的天然條件特性，較難發展潮汐及波浪的能源應用，但也不可忽略我們也擁有常年黑潮流經東部海域的優勢，若能善加應用，將有助於加速我國能源轉型的進程。參考國際上推進潮汐能應用的經驗，不僅關鍵技術之成熟度有其必要性，更為重要的是後續測試驗證的機制與配套。因此，相關關鍵技術及應用模式的開發固然須考量我國較特殊的海域環境，後續發電機組測試驗證與輔助措施仍有必要及早進行規劃，不僅有助於加速我國海洋能源之應用，也可促進我國海洋產業的發展。

參考文獻

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