海龍王彼得曾經說過：「只要你懂海，海就會幫你。」在 AI 跟半導體產業不斷成長的時刻，電究竟夠不夠用，是個大家從以前到現在，都爭吵不休的大哉問。除了現在常見的燒煤與天然氣，既然台灣四周都是海，照理說應該能像太陽能、風力一樣，多多善用大自然資源，從海洋挖電來用吧？欸最近還真的出現了，地點是位在花蓮和平，打算利用海洋溫差進行的發電計畫，並且預計 2028 年底開始營運。
究竟這個新蹦出來的海洋溫差發電是甚麼？會不會遇到哪些難解的問題，導致最後計畫失敗？台灣還有哪些正在進行，一樣是利用海洋來發電的計畫呢？👉本集YouTube傳送門：https://youtu.be/14J0oRcFobM
花蓮溫差發電計畫
前陣子邊吃早餐邊逛環評查詢系統的時候，滾輪慢慢慢慢往下滑，突然眼睛一亮，就看到今天的主角—花蓮和平海洋溫差發電計畫，驚訝程度比之前看到等待已久的高鐵延伸宜蘭二階環評，還要訝異，真心不騙，主要是因為大家都知道，台灣的再生能源目前都是以太陽能、風力跟水力為主，也是世界上現階段技術比較成熟的項目。至於利用海洋來發電，之前是有聽過政府跟大學，雙方有一些試驗計畫在進行，但離真正商轉還有一段距離，而這次在環評看到這項計畫，就感覺相較於以前做過的評估，整個可行性提高不少，況且這也是台灣少見的發電方式。所以這邊就先來看一下，究竟這項計畫打算做甚麼。
花蓮和平海洋溫差發電計畫，主要位置是在花蓮秀林鄉的和平電廠內，詳細地點是位在電廠北側空地，預計會有 4 座發電機組、輸電電纜跟冷溫海水的取水管與排水管。其中發電幾組裝置容量來到約 6.4 MW ，取水系統則是包含四座取水井。
而且每座井會從底部往海岸方向平推過去、設置管線，到末端再裝設總長約 1600 m 的冷海水取水管，預估末端會停在水深 -600 m 的位置，目的是希望抽取溫度較低的海水，未來產出的電力，則是直接從和工二路下方的輸電管道，直接連到台電和仁變電所
單純從地圖來看，可以發現整個計畫範圍沒有很大，畢竟 6.4MW 的裝置容量，沒辦法跟現在那些常聽到的發電廠相比，尤其依照和平電廠的說法，如果未來這個計劃成功，會是全球第一座商轉的 MW 級海洋溫差發電系統，可見這項技術就算在世界各地，也不是這麼成熟。
不過驚訝歸驚訝，既然是台灣少見的發電方式，一定會有不少疑問，那我自己第一眼看到就想問的問題，這個電廠的運作原理是什麼，為什麼這項計畫會設在花蓮和平，是不是這裡存在什麼樣的優勢？
得天獨厚的優勢
海洋溫差發電，其實是海洋能當中的一個項目，其他還有像是利用漲退潮的潮汐能、利用海浪起伏的波浪能、利用流動海流的海流能、以及鹽分濃度差異的鹽差能，項目非常多。而台灣四面環海，照理說非常適合從海洋獲取電力，甚至國際再生能源總署 (IRENA) 曾經估計，雖然目前是潮汐發電最具成熟規模，但以潛力預估來說，溫差發電則是佔最大比例，佔比甚至高達 57.6% ，潮汐則是只有 1.5% ，就知道溫差發電潛力巨大，只是現在技術還沒達到一定水準。當然，要從海洋、尤其是利用溫差來獲取電力，不是每個地方都適合，而台灣剛好幾個區域有滿足特定條件，而花蓮和平就是其中一個。
溫差發電的大概過程，主要是利用海洋表層溫度高的海水，讓沸點低的工作流體，吸收熱量之後，從液態變成氣態，進而推動渦輪機帶動發電機發電，這個工作流體和平電廠是預計使用液態氨。而在氣體經過渦輪機之後，再來就會利用從深海抽上來的冰冷海水，吸走工作流體的熱量，讓它從氣態再變回液態，後續就進入周而復始的循環，所以相較於風力跟太陽能，雨天和晚上不能運作，溫差發電則是個能夠 24 小時運轉的發電方式。
不過溫差發電要能夠成功，關鍵就是兩個字「溫差」，溫差夠大、發電效率就會高，那這個溫差跟和平電廠有什麼關係呢？關鍵是在溫水的部分，從整個地球來看，因為中低緯度的表層海水，溫度相較其他地方還來的高，才擁有開發海洋溫差發電的條件，當中低緯度的表層海水，大約會來到 24 ~ 27 度，再加上和平電廠原本就會用海水，做為餘熱降溫的冷卻用水使用，而這個水使用完的溫度，會再比原本的表層海水溫度更高，大約提升 5 ~ 7 度，而另一邊的冰冷深層海水，則是不管哪個緯度，因為水太深、太陽都照射不到，所以基本上都是維持大約7度的低溫穩定狀態，那一個保持低溫、一個溫度升高，就代表溫差比原本單純抽表層海水還大，藉此提高發電效率。
而除了溫水溫度上升，要怎麼長時間、又穩定的獲取深層冰冷海水，也是一門學問。尤其剛剛有說到，取水管預計會到海平面下 600m ，要知道太陽光線只能照射到 200m 的地方， 600m 是個相當深的深度，照理說管線要拉得很長才能抵達。
不過剛好花蓮和平有地形上的優勢，主要是台灣東部海底地形跟西部海域不同，非常的陡，根本是直接插入水中的那種，而在這個狀況下，代表取水管長度不用太長，就能到水深足夠的地方，取得冰冷海水。尤其工研院之前也跟洛克希德馬丁合作調查，顯示台灣東部有九大區域，有機會作為海洋溫差發電的潛力場址，當中除了綠島蘭嶼，兩座離島的離岸距離最短之外，再來就是花蓮和平，距離只有 3.3 公里。而且距離短最直接影響的，還不是只有取水管長度變短喔，也連帶讓工程經費降低，同時也避免抽上來的冷水，因為路途太長、溫度升高，導致發電效率降低的問題，所以地形條件，是設廠相當重要的因素之一。
第三個優勢就比較瑣碎一點，不過也比較好講，那就是經過調查，和平電廠東側的海底地形坡度，還算平坦。為什麼平坦很重要？因為如果設置的管線，會經過海脊或海溝，這種變化大的地形，管線有可能因為碰到強近海流，或石頭撞擊破損。而從詳細的地形測量報告可以看到，和平電廠外的平均坡度在 1% 以下，變化還算一致，而且從這張圖也證明，這邊的地形真的很陡，距離沒有很遠喔，水深就會到 -600M 。
不過這邊有另一個很酷的東西，雖然跟設廠原因無關，但因為整個環評會另外附上水下文化資產研究，其中一項就是水下沈船，而從裡面的報告，可以看到取水管附近的沈船分布，像是有1894年、130年前的英國多桅帆船，4艘在二戰期間被魚雷擊沉的日本貨船，而且位置都有標示出來，只是不知道究竟會到多準確。
回歸正題，總而言之，在台灣本身的位置優勢，以及和平電廠提高海水溫度，能快速獲得深層冰冷海水，坡度變化不大等等的因素結合下，才有了今天看到的花蓮和平海洋溫差發電計畫。
可能的困難點
在大概知道整個計畫內容，還有運作原理，這邊就得問個最直接的問題，那就是，這項計畫真的能成功嗎？我自己是很希望能成功啦，不過機率目前還不是很明朗。尤其雖然花蓮和平擁有不少先天優勢，但既然利用海洋溫差來獲取電力，至今都沒有進到成熟發展階段，一定是有問題還沒完全克服，畢竟台電早在1980年代開始，就曾經選定和平、石梯跟樟原三個地方，作為溫差發電的候選廠址，甚至也委託過美國顧問公司進行可行性評估跟電廠概念設計，展開各項調查與探測計畫，但後續都因為技術問題無法克服，直到這次和平電廠的 MW 級商轉計畫，才讓這項技術再度浮上檯面。
而當中的困難點，其中最容易想到的，就是台灣東部是不少颱風或地震，首當其衝的區域，不管是蓋在海上的離岸式，還是像和平電廠這種岸基式，都得克服大自然所給的艱難考驗。像離岸式得在海上興建作業平台，就類似鑽油平台的概念，所以他要依靠深海的錨去固定，而如果今天風雨或是海浪過大，就特別容易受到影響。另外也還得考慮到海水，對於設施材質跟維護上的影響，以及取水管佈到水深 -600m ，也得考慮管線對於海水壓力、抗變形、抗撞擊、抗老化的能力。
甚至不要說到後期維護階段，光是一開始的管線布設工程，就是一大挑戰，要怎麼順利地讓管線放到預想位置，不會在途中偏移或斷掉，以及前期計算的管線配重足不足夠，不會因為遇到較強海流導致飄移斷裂，都是相當重要的關鍵，一旦佈管工程失敗，或是佈管完成後抽不到水，就會讓興建成本不斷上升。尤其 2010 年，經濟部曾經在台東知本溪，也興建過一條取水管，主要是希望能推動深層海水產業發展，但運作沒多久就取不到水，後續重新試了幾次也都失敗，一直過了 10 多年才恢復，就能大概知道管線布設，不是這麼簡單的事情。
另外則是有人擔心，不知道長時間抽取深層海水，會不會對原本穩定的深海環境造成影響，或是意外的把生物吸上來。以及近期有消息是，雖然和平電廠總發電量佔台灣約 4% ，而且分別供應宜蘭 95% 跟新北 20% 的用電需求，相當重要，但因為燃煤機組在 2040 年會達到設計年限，預計到時候就正式退場，因此有人擔心在電廠停止運轉後，原本利用冷卻用水，提高溫差的優勢會消失，連帶導致發電效率降低，不知道在電廠除役後，能否長時間而且有效益的持續運作下去。而且整個海洋溫差發電，也牽涉到更專業的熱交換效率，還有渦輪機設計等等，牽涉到很多不同層面的專業問題。
最後從規劃的興建期程來看，花蓮和平海洋溫差發電計畫，總共分成兩期共 8 年，第一期是 3 年，發電容量預計會來到 1MW~2MW ，預計施工期間則是落在 2026 到 2028 年，同年完工後就會開始營運。後面的第二階段，則是預計在 2029 年中動工、 2033 年底商轉，可以感覺得出來，第一階段有點像是先進行小規模試驗的感覺，真正要達到原本預計全容量 6.4MW 等級，還是得看第一階段運作的如何，才會知道了。
另一種發電方式？
台灣能源議題不管在哪個年代，都是相當具有爭議的問題，燒煤會導致空氣汙染，燒天然氣雖然汙染較少，但必須興建接收站，進而衍伸破壞海岸生態的抗議，風力不管在海上還是陸地，都能看到運行或施工時的噪音，對周遭居民或生物如海豚的影響，太陽能則是對回收是否產生汙染議論紛紛，甚至延伸到這幾年出現的眾多弊案，而核能不管是除役中的機組，還是未來的新式核能，依然逃不了會出現的核廢料與安全問題。或許靠海發電，這種不像風力太陽能，會受到時間跟氣候限制，可以24小時運作，以及現階段研究下來，不會對環境產生什麼汙染的方法，會是另一種可以嘗試的新路徑。尤其把海水從這麼深的地方抽取上來，除了能夠用於溫差發電，還能用在食品例如海洋深層水，以及低溫栽培農業、魚貝類與海藻類養殖、醫療保養品等等用途，如果未來海洋溫差發電真的做得起來，再加上「猴子，一起，強大」的相關聯產業，整體產值也是非常可觀。
今天的主角溫差發電，只是從海洋獲取電力的其中一個方式，現在在基隆跟離島也有波浪能在努力籌備中，但似乎因為土地問題暫時卡關。另外還有大家更常聽到的黑潮發電正在進行，主要由政府單位跟大學合作進行測試，但還沒進到商轉階段，畢竟從試驗到真正商轉的最大困難，就是有時候雖然只是設施比例放大兩倍，但後續遇到的問題，卻是翻倍再翻倍的成長，可見從這片看似平靜的海洋獲取電力，還有許多問題得一一克服。不過，雖然目前現實層面是如此，但我自己還是由衷希望這些計畫，未來能成功走向商轉，甚至成為不可忽視的電力來源，畢竟台灣四面環海，西部海域具備興建離岸風機的優勢，東部則是部分地區能在一定距離內，獲得深層冰冷海水，還有長年穩定的黑潮，提供從海洋獲取電力的機會，或許是個值得好好發展的方向。
👉本集YouTube傳送門：https://youtu.be/14J0oRcFobM
