EP029｜海洋能源：台灣四面環海的未開發寶藏

研究報告

議題概述

海洋能源作為一種清潔且豐富的能源來源，近年來受到越來越多的關注。尤其對於像台灣這樣的島嶼國家，擁有得天獨厚的海洋資源。根據統計，全球海洋能量的潛在開發量約為 7500 GW，遠超過目前全球電力需求。其中，波浪能、潮汐能和洋流能是海洋能源的三大主要類型。波浪能是由海浪運動產生的能量，潮汐能則是由海水的漲退運動產生的能量，而洋流能則是由海洋洋流的運動產生的能量。這些能源不僅可以減少依賴化石燃料，減少溫室氣體排放，同時也可以為能源結構的多元化提供新的選擇。海洋能源的開發和利用仍處於初期階段，技術的成熟度和成本的降低是決定其未來發展的關鍵因素。

歷史背景上，海洋能源的開發可以追溯到上世紀 70 年代，但當時的技術和成本限制使得海洋能源難以與傳統能源競爭。然而，隨著技術的進步和環保意識的增強，海洋能源的開發再次受到重視。尤其是近年來，隨著海洋能技術的不斷進步和成本的降低，海洋能源的開發潛力日益受到重視。以黑潮為例，黑潮是太平洋西部的一個溫暖海流，流經台灣東部海域，具有高能量密度和穩定的流速，成為台灣開發海洋能源的重要目標。

為什麼現在這個議題重要？隨著全球能源需求的不斷增長和氣候變化的日益嚴重，尋找清潔、可持續的能源來源成為全球的共同任務。海洋能源作為一種可再生能源，具有零排放、穩定供應的優點，可以為能源結構的轉型提供重要的支撐。同時，海洋能源的開發也可以促進相關產業的發展，創造就業機會，帶動經濟增長。因此，海洋能源的開發和利用已成為全球能源戰略的重要組成部分。

值得思考的是，海洋能源的開發如何在技術、經濟和環境之間找到合適的平衡點？如何克服海洋能源開發的技術和成本瓶頸？這些問題的解決將直接影響海洋能源未來的發展前景。

核心知識點

三種海洋能源的發電原理

波浪能的發電原理主要是通過海浪運動使得浮動體或其他機械結構運動，從而驅動發電機發電。潮汐能的發電原理則是通過海水的漲退運動使得水壩或其他結構中的水位上下變化，從而推動渦輪機發電。洋流能的發電原理主要是通過海洋洋流使得水下發電機組旋轉，從而發電。這三種能源的發電原理各有不同，但都需要對海洋的動態特性有深入的了解和掌握。

具體數據表明，波浪能的能量密度可以達到 30-40 kW/m，每年可開發的能量約為 200-300 TWh。潮汐能的能量密度可以達到 10-20 kW/m，每年可開發的能量約為 100-200 TWh。洋流能的能量密度可以達到 5-10 kW/m，每年可開發的能量約為 50-100 TWh。這些數據表明，海洋能源具有巨大的開發潛力。

黑潮發電的可行性評估

黑潮發電是指利用黑潮這一海洋洋流的能量來發電。黑潮流經台灣東部海域，具有高能量密度和穩定的流速，是開發海洋能源的理想目標。根據研究，黑潮的能量密度可以達到 10-20 kW/m，每年可開發的能量約為 100-200 TWh。然而，黑潮發電的可行性評估需要考慮技術、經濟和環境等多個因素。

技術上，黑潮發電需要開發出能夠承受海洋環境的發電機組和相關配套技術。經濟上，黑潮發電的成本需要與其他能源來源競爭。環境上，黑潮發電需要評估對海洋生態系統的影響。目前，台灣已經進行了一些黑潮發電的研究和實驗，初步結果表明黑潮發電具有很大的開發潛力和可行性。

國際海洋能源的先驅案例

英國和韓國是海洋能源開發的先驅國家。英國已經建成了多個海洋能示範項目，包括波浪能和潮汐能發電站。韓國則已經開發出了一些先進的海洋能技術，包括洋流能發電機組。這些國家的經驗和成果為其他國家提供了有價值的參考。

例如，英國的波浪能發電站已經運行多年，證明了波浪能發電的可行性和可靠性。韓國的洋流能發電機組則展示了洋流能發電的巨大潛力和前景。這些案例表明，海洋能源的開發和利用是完全可行的，只需要繼續推動技術的進步和成本的降低。

技術成熟度與商業化時程

海洋能源的技術成熟度和商業化時程是決定其未來發展的關鍵因素。目前，海洋能源的技術仍處於初期階段，需要繼續進行研究和開發。然而，隨著技術的進步和成本的降低，海洋能源的商業化時程正在日益接近。

根據預測，波浪能和潮汐能的商業化時程可能在 2025-2030 年左右，洋流能的商業化時程可能在 2030-2035 年左右。這些預測表明，海洋能源的開發和利用正在日益接近現實。

最新趨勢與新聞整合

近年來，海洋能源的開發和利用再次受到重視。根據《工商時報》的報導，經濟部能源署將海洋能納入二次能源轉型重點，並定下 2025 年發展目標。報導指出，台灣波浪能開發已進入示範階段，以科國際預計於 2025 年內建置示範場域，其核心組件「浮子」實現台灣製造。

另一方面，根據《北美智權報》的報導，國立臺灣海洋大學於 2025 能源週展示海洋能關鍵技術突破，特別針對離岸風機與海洋能設備開發出具備防水、防汙與自潔功能的特殊塗料。此研發有效延長海洋能發電機組在嚴苛海水環境下的使用壽命，解決長期以來生物附著導致設備損壞的痛點。

此外，根據《永續學院》的報導，專家分析指出，黑潮洋流具備高容量因數（60%-70%），是極佳的基載電力來源。台灣已完成 50kW 級海試驗證，技術達國際前沿。2025 年後的戰略重點在於跨越「死亡之谷」，透過政府設立旗艦示範電廠，目標將東部海域約 4GW 的開發潛力轉化為商業規模。

台灣觀點與實務建議

台灣作為一個島嶼國家，具有得天獨厚的海洋能源資源。根據「能源轉型白皮書」的規定，台灣將海洋能納入能源轉型的重要組成部分。具體來說，台灣政府已經出台了一系列的政策和法規來支持海洋能源的開發和利用，包括「再生能源發展條例」和「海洋能發電示範獎勵辦法」。

例如，中鋼公司已經開始進行海洋能的研究和開發，包括波浪能和洋流能的發電技術。這些企業的努力表明，海洋能源的開發和利用已經成為台灣能源轉型的重要組成部分。

給企業的具體行動建議包括：

1. 短期可做（3個月內）：進行海洋能源的市場調研和技術分析，評估海洋能源的開發潛力和投資價值。
2. 中長期規劃（1-3年）：開發和利用海洋能源的核心技術，包括發電機組和相關配套技術。
3. 中長期規劃（1-3年）：建立海洋能示範電廠，驗證海洋能源的可行性和可靠性。

這些建議需要企業和政府共同努力，推動海洋能源的開發和利用，促進能源轉型的進程。

重點摘要

• 海洋能源的開發和利用具有巨大的潛力和前景。
• 波浪能、潮汐能和洋流能是海洋能源的三大主要類型。
• 黑潮發電是指利用黑潮這一海洋洋流的能量來發電。
• 海洋能源的技術成熟度和商業化時程是決定其未來發展的關鍵因素。
• 台灣政府已經出台了一系列的政策和法規來支持海洋能源的開發和利用。
• 企業需要進行海洋能源的市場調研和技術分析，評估海洋能源的開發潛力和投資價值。