潮汐能是透过日夜潮起潮落来获得能量,以海面起伏为动能驱动涡轮机发电,虽然是个相当重要的绿色能源,但其同时也是个发展时间相当短的海洋能源,成本较高、技术也还没有像风力发电与太阳光电那么成熟,若要大规模发展还得面临许多挑战。
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潮汐能的天然优势相当多,除了不受土地限制影响,设备也可以发展多样性功能,就好比目前世界最大潮汐能设备──2011 年完工的韩国始华胡潮汐发电厂,不仅装置量高达 254MW,还结合原有 12.5 公里长的海塘,进一步保护沿岸受波浪侵袭。
该技术也是种可预测且几乎无穷尽的能源,相较于太阳能与风力发电等间歇性再生能源,海水潮落是周期性的,制造厂商与开发商相对容易评估设备发电量,再加上潮汐能设备不多,基本上只要需要蒸汽产生器就可以运作,而随着技术设备日新月异,厂商也开始研发新型潮汐涡轮机与动态潮汐能(DTP),致力于为提升发电量与降低成本。
潮汐能电厂服役期也相当长,若是采用拦潮堰(Tidal barrages),透过水阀、水轮发电机与水坝两侧的水位差进行发电,这些设备都是以混凝土制造、寿命为太阳光电与风能的 4 倍左右,就好比法国装置量达 240MW 的郎斯潮汐电站 1966 年就开始服役,至今都还没退休。
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新型的潮汐能设备也越来越耐用,以往水下转子涡轮机会因为海水侵蚀、波浪碎石冲击,让设备寿命难以跟陆上发电厂相竞争,但新型结构寿命已长达 25 年。
只不过潮汐能目前仍有许多挑战带跨,其中最主要的就是成本非常高昂。潮汐能涡轮机基本上多都位于水下,不仅制造上得考量到难以预测的波浪环境,水下安装过程也相当危险,之后的检修与维修又是一大考验,光是这些成本就会让潮汐能成为一项高风险投资。
且潮汐能发展时间不长、拦潮堰或是水下涡轮机对海洋生态的影响尚无法得知。西北太平洋国家实验室(PNNL)海洋学家 Andrea Copping 表示,大自然中海水起伏与流动为既丰沛又稳定的能量来源,但是在人们将发电设备沉入海底之前,得先确定不会对生态造成不良影响,然而目前人们没有确切证据,只有基于现有知识与电脑建模的理论。
虽然有些水下发电厂会在设备加装感测器,涡轮机只要感应到大型生物靠近就会停止运作,但不管是电厂本身的电流与电磁场,还是设备外部的油漆、润滑剂或是防污涂料都有可能会影响水下生态。
因此现在已经有不少保育团体、海洋生物学家投入研究,像是电磁场是否会影响鲑鱼与海龟等海洋生物回游与迁徙、是否会影响生物觅食等,随着相关研究增多、环保团体的审慎观察,未来潮汐能等海洋能源仍有望成为对环保与经济都有利的选择。
对于开发商相对关注的投资成本议题,奥瑞冈州立大学能源系统副教授 Ted Brekken 也指出,技术进步将有助于减轻成本;耶鲁大学森林与环境研究学院旗下的 Yale Environment 360 也相当看好潮汐能,认为该技术一直在向前行,显示不少厂商仍看好潮汐能的未来发展,希望该技术能有出头天的一日。
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(本文由 EnergyTrend 授权转载;首图来源:Flickr/gail CC BY 2.0)
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