海洋溫差發電之發展概況

                  1973年世界第一次能源危機發生,掀起大規模研究海洋溫差發電(Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC)熱潮,尤以美、日二國最為積極。由OTEC相關專利產出數量來看,1970年代及2000年初期為各國集中投入相關研究的時期,但隨著能源危機的解除而中斷。近年各國積極尋找替代能源,美、日兩國也重新啟動OTEC技術發展,並在夏威夷及久米島二處,先後完成陸基式OTEC模組開發。

一、           美日海洋溫差發電技術發展

                  美日兩國自2007年起重新啟動OTEC技術研發,並以商業運轉模組為開發目標。其中,美國Lockheed Martin公司結合Makai工程公司,於2008年在夏威夷規劃100MW商業型電廠建置計畫,2009年更獲得美國海軍資助進行OTEC可行性計畫,評估於夏威夷、關島、波多黎各、琉球、Diego Carcia等建廠研究。推動至今,Makai公司已於2015年在夏威夷NELHA園區完成可供應105kW的OTEC電廠建置(深層海水日取水量16萬噸),現今更銜接當地電網,供應約200戶家庭使用。

                  日本以佐賀大學為主的研發團隊在1980年代開始投入OTEC相關技術研發,對於熱交換器及新型發電系統著墨最多,引領相關技術推動。2013年佐賀大學結合Xenesys公司、IHI工程建設公司及横河電機公司於久米島完成建置50kW之OTEC示範電廠(深層海水日取水量1.3萬噸),並實施連續運轉試驗迄今(圖一、二)。

二、           其他國家海洋溫差發電技術發展

                  基於海洋溫度條件之限制,全球僅有少數國家適合發展OTEC,除美國、日本之外,印度為另一積極投入之國家,發展模式係透過美、日研發單位協助之方式進行。除此之外,英國、荷蘭、法國也有部分研究機構及民間公司,在2007年左右的再生能源風潮下,於菲律賓、Curacao、中國(海南島)、巴哈馬等地,積極展開商轉級OTEC電廠之規劃,顯見全球投入OTEC之趨勢。

三、           我國海洋溫差發電之技術發展現況

                  我國由台電公司及經濟部能源局主導,自1980年代投入相關評估計畫,工研院綠能所也表示台灣東部為全球少數最適合發展OTEC的地區。近年國際OTEC研發成果已確認若發電規模達10MW,則其成本即可與其他發電方式相當。依經濟部能源局「2014年能源產業技術白皮書」規劃,建議如欲開發OTEC電廠,需於東部離島進行建置才能有效達到再生能源的利用目的。惟我國仍欠缺包括大量取水、熱交換器等商轉級機組運作相關技術,此領域之研究也將成為我國發展海洋溫差發電最重要的課題之一。因此我國未來若要發展海洋溫差發電,將可參考美、日等成功案例,並且配合深層海水多目標利用進行整體開發,不但可提高其經濟效益,同時也可提升綠色能源的使用量及國家整體競爭力,協助台灣達成國際減碳承諾,打造潔淨能源體系與健康生活環境。

作者介紹

吳柔賢財團法人石材暨資源產業研究發展協理
廢水處理、厭氧產氫技術、深層海水冷能應用