台灣再生能源未來展望

2016-06-23 14843

台灣自日據時代以來，發電方式就採集中式、壟斷性經營，大型發電、大量供電、獨占性的配電系統，要打破頑強的傳統風格，保守的思維和作風，實非易事。

台電不輕易放棄傳統發電

台灣自日據時代以來，發電方式就採集中式、壟斷性經營，大型發電、大量供電、獨占性的配電系統，要打破頑強的傳統風格，保守的思維和作風，實非易事。筆者自反核一建廠，到現在的反核四，一直聽到台電墨守成規的說：密度小、用地大、太貴了。他們一直瞧不起再生能源，因為就供電安全方面而言，風力發電受風力影響，太陽光電受日照影響、皆無法配合用電需求穩定供應電力，難以替代基載電廠。以台灣而言，夏季風力較弱，發電量少，但國內夏季電力需求高，無法配合夏季尖峰供電需求；冬季風力較強，發電量較多，惟冬季電力需求較少，而太陽光電則在夜間、陰雨天皆無法發電之，故隨太陽光電系統之增加，需同時增設火力發電（燃煤、燃氣等）機組作為備用電源。

另以所需使用土地面積而言，風力及太陽光電因能量密度較低，假設每座風機裝置容量2MW，全年發電時數2,500小時，則每座風機每年可發500萬度電，以核三廠2010年總發電量153億度估算，共需設立風機3,060座，如以每250公尺設置1座風機，風機排列總長度為765公里，以中山高速公路總長度約400公里計算，約1.9倍中山高速公路長度。而以1KW太陽光電每年可發電1,250度，所需土地面積約10平方公尺，同樣以核三廠2010年總發電量估算，共需設置1,224萬瓩太陽光電，所需土地面積12,240公頃（122平方公里），約可鋪滿10條中山高速公路（如以台北市面積27,000公頃（270平方公里）估算，約為台北市土地面積之0.45倍），台灣土地面積小，人口密度高，故可設置風力發電機組及大型太陽光電之空間實為有限。

從經濟層面來看，假設每座2MW風機1.2億元估算，設置可與核三廠發電量相同之風機需設置成本3,672億元；而以每1KW設置成本10.3萬元估算，設置可與核三廠發電量相同之太陽光電則需設置成本1.2兆元，設置成本高昂。

黑潮可能賜給台灣藍金能源

全球暖化，水資源可望成為下世代明星產業，黑潮為台灣帶來世界數一數二的競爭利基。流經台灣的黑潮果真送上千年古海水大禮，將使台灣在下個世紀的水資源明星產業發展競逐中，取得領先地位。這股從數千年前遠古所形成的自然水體，行經台灣東岸時，受到大陸棚邊緣地形效應及表層強烈的黑潮運動影響，這股湧昇流因而把三四千公尺的深層海水往上帶到三四百公尺深，甚至海洋表面。這股千年古海水，也就是俗稱的「深層海水」。由於光線無法進入，不能行光合作用，因而具備低溫、潔淨、富礦物質、高營養份及病原菌稀少，可成為高價飲用淡水、製藥、化妝品、健康食品及農漁水產等產業原料。夏威夷、日本比台灣更早發展深層海水產業。不過，台灣東部深層海水品質更為優越，可提供食品、農業、水產養殖、能源、資源、健康、美容、醫療及傳統產業創新發展機會。這不只是深層海水所量產的包裝飲用水所帶來的商業利益，還可利用富含營養的深層海水養殖台灣鯛、九孔、白蝦、藻類等漁水產，甚至要發展釀酒、化妝品產業，開拓國內外市場。而黑潮能更可達10億瓦至3億瓦發電量，相當於數座核能電廠，為欠缺能源的台灣送上更豐沛大禮。

利用洋流（黑潮）發電替代核電、火力發電。
洋流是一種價廉永恆的水力資源（流速每秒一公尺即可發電）。台灣附近黑潮流速每秒將近二公尺，是一種豐富永續的資源。龜山島、綠島距離黑潮流經地僅一公里（日本則三十公里），占據全球洋流流經最佳位置。如果第一期開發龜山島附近的黑潮電力，用電纜輸送到核四廠及核一、核二廠，利用該地既有的輸配設施（核電廠反應爐全關閉），第二期開發綠島、蘭嶼的黑潮電力，輸往核三廠，估計全部開發出來的電力，比中國長江三峽所產的水電還多，這不僅可以關閉四個核電廠，而且還有足夠的電力用為全台車輛的動力，可早日促成全台交通（鐵、公路）全面電氣化。這個方案的施行，除可大量減碳外，還可降低目前電費至少二分之一以上，因為電力沒有燃料成本。

黑潮一年四季定向往北流動，不僅是全球少見的優質洋流，且自菲律賓轉向台灣後，與台灣陸地距離不到一公里、且流速一秒一公尺以上，寬達150公里，是一股巨大無比能量，若透過科技轉化，那麼將是一個最天然、乾淨的發電機。據研究顯示，行經台灣的黑潮，在綠島海域及蘇澳外海每秒流速1.4至1.6公尺，深度僅30公尺左右，能量高達每平公尺1.2至2.1KW，且流速流向穩定。研究單位初估，綠島黑潮能可達1至3GW發電裝置容量，規模相當於數座核能發電場能量，且無原料及廢料處理問題。「光是綠島一帶黑潮能發電量，就已經是3座核能電廠的發電量」，台大教授陳發林說，若政府支援，台灣將成全球第一個有大型洋流發電能力的國家，不僅洗刷助長全球暖化的惡名，更重要的是邁向清潔發電，甚至可成為全電化島嶼。若以 1MW（百萬瓦特）雙葉片海流發電機組估計，在25平方公里（設定為一個場址）海域面積，約可置放1000Mwe（即1GW）。且每一個場址均有相當於核一（635MWe）、核二（985MWe）或核三（951MWe）的額定發電量潛力，如果政府支援，台灣可望成為全球第一個有大型海洋發電能力的國家。陳發林表示，若綠島再加上蘭嶼間黑潮能，這6000平方公里區域內，若每平方公里布置4座潛浮式載台，估計每年可發電1兆6816億度，而台灣一年所需發電量約980億度，即使是長江三峽大壩的年平均發電量更僅是846億度。換言之，黑潮能對台灣而言，未來若商業運轉，不僅核能發電可退役、火力發電也退居二線，想像未來台灣不再排放大量二氧化碳、沒有幅射威脅，可洗刷台灣暖化速度是全球的2倍的惡名(全球平均氣溫在20世紀上升0.6度，但台灣百年來平均上升1.1度)。宜蘭龜山島最接近黑潮，也位在大陸棚上，可利用核一、核二和核四的配電線系統，更優於綠島，應積極朝此發展。

開發台灣地熱資源

台灣各地淺層地熱資源個別儲集層蘊藏量不大，未來的開發可朝結合地熱發電，地熱尾水利用及地方特色產業、多目標利用之願景發展。國科會協助專家進行能源開發調查計畫，發現宜蘭地區的地熱儲量高達7.4GW(兆瓦)、大屯火山群地熱區約2.9GW、花東地熱區約為15.1GW，合計台灣的總地熱儲量可相當於9.7座核四廠的總發電量，可見地熱能源蘊藏豐富。

地熱依其儲存方式，可分二種：

淺層地熱(地表層三千公尺以上)，大部為水熱型又稱熱液資源，係指地下水在多孔性或裂隙較多的岩層中吸收地熱，其所儲集的熱水及蒸氣，經適當提引後可為經濟型替代能源，即現今最常見之開發方式。台灣淺層地熱據研究估計近100MW之発展潛能，其中宜蘭清水與土場，大屯火山區，台東知本與金崙，中部廬山等六處最具潛力。

深層地熱(地表層三千公尺以下)，大多為亁熱岩型又名熱岩資源，係指淺藏在地殼表層的岩石或尚未冷卻的岩體，這些大量的熱能通常存在於水份缺乏的結晶岩層中，故稱爲熱乾岩(Hot Dry Rock)或熱粹岩(Hot Fractured Rock)，可以人工方式製造成裂隙破碎帶，再鑽孔注入冷水使其加熱成蒸氣或熱水後再將熱量引出，其開發方式研發中。宜蘭地區與大屯火山的深層資源三千至五千公尺，皆具有G W級的發電潛能。

台灣應埋鍋造電

新近利用天然燒開水的茶壺原理，CEEG (Comprehensive Extraction of Gigantic Energy from Geothermal and Geo-Plutonic renewable resources) 即「埋鍋造電」，係為複合式地熱能源淬取系統，又稱閉迴路線乾岩能量收集系統。以大鑽頭及操作技術，向地層灌注能高度傳輸的深井管壁，在完全封閉系統內，循環傳遞熱量。工作中熱水不與地層內物質接觸，僅有能量傳遞。不會造成阻塞管路，熱水減壓要不斷補充水或二氧化碳等問題，也不會引起淺層地震的疑慮，和受地質條件限制選擇溫泉或岩層斷裂地熱出口處，只要地溫梯度適合任何地點均可開採。目前的技術，淬取深層的水或氣達360度之溫度即可在電廠的氣渦機發電。目前該技術在專利保護期間，取得昂貴，尚未普遍使用，但潛力大。