【影音】黑潮發電取代核能！中山大學陳陽益團隊「世界第一」

中山大學副校長陳陽益帶領的研究團隊投入「黑潮發電計畫」，歷經7年測試，今年7月底終於在屏東鵝鑾鼻海域實測成功！陳陽益說，只要從南到北設置3到4座深海洋流發電機組，就能取代目前國內的3座核能電廠供電量，即每天約400萬度電力。這些計畫並已向行政院長林全報告，他向林院長建議在2024年建置第一個發電機組，並在2030年建置20座，可以達到全台電力供應量的7成，讓台灣朝非核家園的願景邁出一大步。 此計畫所有研發技術、施工都是MIT（Made in Taiwan，台灣製），還創下三項世界第一，包括完成世界第一座深海洋流能測試系統、在黑潮主流得到在1.27m/sec的流速下，其發電功率為26.31kW，洋流發電技術獨步全球，並以深海洋流能測試系統掛載低轉速洋流能渦輪機，成功於0.45m/sec的低流速下啟動發電機，並連續運轉達六十小時，為成功利用黑潮擷取能量的世界首例。 國立中山大學行政副校長、海洋環境及工程學系教授陳陽益主持的利用黑潮發電計畫經過長達七年以上的反覆嚴密測試，終於宣告成功！中山大學今8月31日（二）進行研究成果發表，研發團隊包含成功大學水工試驗所研究員許弘莒、國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心副研究員楊益、中山大學海洋環境及工程學系副教授薛憲文、慶富造船總裁陳慶男及萬機鋼鐵工業公司董事長白俊彥等產學界人士組成。 對於此項重大研發成果，中山大學校長鄭英耀欣喜肯定，他表示，中山的海洋領域研究成果表現亮眼，海洋化學領域的研究成果與在海洋天然物方面之研究實力更已達國際級水準，將積極推動校內跨領域團隊整合，以展現中山大學在海洋方面的國際影響力。 陳陽益研究團隊去年3月先在小琉球進行模擬黑潮流速的船拖測試，以工作船拖曳洋流能發電機組產生相對流速，結果證實在每秒1.43公尺的流速下，平均發電量為32.57千瓦。今年7月中山、成大與慶富造船團隊在屏東縣東南方海域離岸18海浬、水深900公尺處建置洋流能測試系統，成功完成發電測試。 研究團隊之一的萬機鋼鐵工業公司表示，該公司研發的50千瓦低轉速洋流渦輪機，包括可耐海水鹽分的鋼材葉片，低轉速水下發電機等，即使遇到颱風來襲，發電機組得降至水深1千公尺處，只要洋流流速達到每秒0.5公尺，仍可啟動發電機組，相當適應台灣海域表面的洋流環境。 陳陽益說，因洋流發電機組經過7年反覆測試，平均一座造價上億元，就發電成本計算，一度價格在3至5元間，就永續經營的角度來說，是相對便宜又環保的發電模式。下一步將在屏東到宜蘭沿線展開流速、海底地質地形調查，以劃設出適合穩定架設發電系統的範圍。 ※【附註】洋流能發電的背景介紹 黑潮係源自於菲律賓東方的北赤道洋流，黑潮主流自呂宋海峽向北流經台灣東岸，在台灣東北部外海遇東海陸棚後，沿陸棚邊緣注入琉球群島西邊及日本九州東南方海域，最後在東京灣沿岸轉向東匯入北太平洋洋流中。黑潮寬度超過100公里，其最高流速可達1.5m/sec，根據Chen(2010)指出，台灣東部黑潮流量在20~30*Sv之間(1Sv=10^6m^3/sec)，以流速超過1m/s計算，平均總發電量5.5GW，且夏季約有10GW，而冬季為4GW。由於洋流發電需要得天獨厚之地理環境，目前世界各國嘗試利用洋流進行發電，然皆處於設計階段，尚無成功發電之實績，其中日本IHI和東芝於2015年啟動海流發電系統示範研究，預計於2020年進行單元機之實海域測試。 中山大學陳陽益副校長與萬機公司白俊彥董事長所領導之團隊在科技部的計畫資助下，為因應臺灣海域環境發展洋流能發電關鍵技術，目前已研發出低轉速之洋流能發電機組，並成功地建置世界首座之深海洋流能測試系統，更於黑潮主流進行50kW單元發電機組之測試，得到在1.27m/s之洋流流速下，其平均發電功率26.31kW，在洋流能發電技術已取得國際領先之地位。其核心技術包括渦輪機3D動態模擬技術、深海繫泊系統之設計與施工技術、百萬瓦級洋流渦輪機及載具試商轉機組研發、防污防腐型金屬熔射材料研究、海下應用之增速機、低轉速潛水式永磁發電機、多功能浮式載台與發電單元機組之共振分析與鋼纜受波流作用之影響與動態分析等。 本計畫重要成就包含： 1.建置深海錨碇系統，完成台灣首座在水深900m建置深海繫泊基座與多功能浮式載台，亦是世界第一座深海洋流能測試系統。 2.於2016年7月25日在屏東縣鵝鑾鼻東南方海域，在黑潮主流進行50kW洋流能單元發電機之測試，得到在1.27m/sec之流速下，其平均發電功率為26.31kW。此成果不僅為台灣第一，亦是世界第一。 3.以深海洋流能測試系統掛載低轉速洋流能渦輪機，成功於0.45m/sec之流速下啟動渦輪機，並連續運轉達60小時，為成功利用黑潮擷取能量之世界首例。 自2017年起中山大學陳陽益副校長與萬機公司白俊彥董事長領導之團隊將進一步投入商轉機組之研發測試，發展國家級洋流能測試場，制訂世界通用之洋流能發電標準規範，目標實現在台灣東部海域進行洋流能的開發，成就世界第一座洋流能發電廠。穩定的洋流發電，將間接影響社會經濟層面。藉由大量製造、佈放的洋流發電設備，除可增加就業機會外，更可藉海洋能相關產業之需求，促進產業升級，活化企業產能。至於對國家經濟面可能產生的主要助益，除了可節省對外採購的發電燃料費用，實現能源自主的目標，亦可減輕工業化對於自然環境的傷害及破壞，提供我國尋求替代能源的絕佳解決方案。