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海洋能與再生能源數據

五種海洋能發電方式、台灣再生能源最新裝置容量與目標

海洋能五種發電方式

海洋蘊含龐大能量,全球潛力超過 120,000 TWh/年,但目前全球裝置容量僅約 500 MW,尚處於早期發展階段。

類型 能量來源 成熟度 代表案例
潮汐能 月球引力造成潮汐漲落 最高 法國 Rance、韓國始華
波浪能 風力驅動海面波浪 中等 多種原型測試中
潮流能 海峽 / 海底水流 中等 蘇格蘭 MeyGen
海洋溫差 表層與深層海水溫差 較低 夏威夷 NELHA
鹽差能 河口淡鹹水鹽度差 最低 挪威 Statkraft 原型

潮汐能(Tidal Barrage)

利用潮汐漲落的位能差驅動渦輪發電。

  • 特點:高度可預測(可精準預報未來數十年潮汐時間)
  • 設備壽命:100 年以上
  • 代表案例:
    • 法國 Rance 潮汐電站:240 MW(1966 年運轉至今)
    • 韓國始華湖潮汐電站:254 MW(世界最大)
  • 限制:需大型攔河壩,對河口生態影響大

考試重點:潮汐能是五種海洋能中可預測性最高、技術最成熟的類型

波浪能(Wave Energy)

利用海面波浪的動能與位能發電。

三種主要技術

技術 原理
振盪體式(Oscillating Body) 浮體隨波浪上下運動驅動液壓或發電機
越波式(Overtopping) 波浪翻越斜坡進入高位水庫,水頭差驅動渦輪
振盪水柱(OWC) 波浪推動封閉氣室中的空氣驅動氣渦輪
  • 能量密度高(每公尺波前 30-60 kW)
  • 挑戰:極端海況下的生存性、設備維護困難、海洋腐蝕

潮流能(Tidal Current / Tidal Stream)

利用海底水流的動能驅動水下渦輪發電,類似「水下風力發電」。

  • 條件:流速需達 ≥2 m/s
  • 代表案例:蘇格蘭 MeyGen — 計畫總裝置容量 398 MW
  • 優勢:不需大壩,對環境影響較小
  • 台灣潛力:澎湖海域潮流、黑潮(Kuroshio Current)

海洋溫差能 OTEC

OTEC = Ocean Thermal Energy Conversion,利用表層暖水與深層冷水的溫差發電。

  • 條件:表層水溫 25-30°C vs. 深層水溫 4-5°C,溫差需 ≥20°C
  • 效率:僅 3-5%(熱力學限制,但來源無限)
  • 附加價值:
    • 深層海水可用於空調冷卻(SWAC)
    • 深層海水富含營養鹽,可發展海洋深層水養殖
    • 副產品:淡水(海水淡化)

考試重點:OTEC 需溫差 ≥20°C,效率 3-5%,附帶冷卻與養殖價值

鹽差能(Salinity Gradient)

利用河口處淡水與海水的鹽度差異產生的滲透壓能量。

兩種核心技術

技術 原理 特點
PRO(壓力延遲滲透) 淡水透過半透膜滲入鹽水側,推動渦輪 技術較成熟
RED(逆向電透析) 鹽度差驅動離子通過離子交換膜產生電位差 無機械運動件
  • 全球潛力:理論上每年可產生 2,000 TWh
  • 挑戰:膜材料成本高、生物淤堵(biofouling)

五種海洋能比較

項目 潮汐能 波浪能 潮流能 OTEC 鹽差能
可預測性 最高 中等 高 穩定 穩定
成熟度 最高 中等 中等 較低 最低
環境影響 攔河壩大 小 小 小 小
成本 中等 高 高 高 最高
台灣潛力 澎湖 東北角 黑潮 東部 河口

台灣再生能源最新數據

裝置容量(2025 年 9 月)

台灣 RE 總裝置容量:22.19 GW

類型 裝置容量 占比
太陽光電 15.1 GW 68%
風力發電 3.28 GW 15%
水力發電 ~2.1 GW 9%
生質能 ~0.1 GW <1%
地熱 <0.01 GW <0.1%
海洋能 — 尚未商轉

2030 年目標

  • 太陽光電:31 GW
  • 離岸風電:13.1 GW
  • RE 占比目標:2025 年 20% → 2050 年 60-70%

排序

太陽光電 » 風力 > 水力 » 生質能 > 地熱 > 海洋能

考試重點:台灣 RE 約 22 GW、太陽光電占 68% 為最大宗、2030 太陽光電目標 31 GW


範例考題

Q1:下列何種能源不屬於海洋能? (A) 潮汐能 (B) 波浪能 (C) 風力發電 (D) 海洋溫差能 答案:C(風力發電屬於大氣能源,非海洋能)

Q2:海洋溫差發電(OTEC)需要表層與深層海水溫差至少多少? (A) 5°C (B) 10°C (C) 20°C (D) 30°C 答案:C

Q3:截至 2025 年,台灣再生能源總裝置容量約為多少 GW? (A) 10 GW (B) 15 GW (C) 22 GW (D) 30 GW 答案:C

Q4:台灣目前裝置容量最大的再生能源類型為? (A) 風力發電 (B) 太陽光電 (C) 水力發電 (D) 生質能 答案:B

Q5:五種海洋能中,可預測性最高的是? (A) 波浪能 (B) 潮汐能 (C) 海洋溫差能 (D) 鹽差能 答案:B

Q6:潮流發電的水流流速條件至少需要? (A) 0.5 m/s (B) 1 m/s (C) 2 m/s (D) 5 m/s 答案:C

Q7:鹽差能的 PRO 技術全名為? (A) Power Reverse Osmosis (B) Pressure Retarded Osmosis (C) Proton Reaction Oxidation (D) Passive Renewable Output 答案:B