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能源與動力書報討論「我國海洋溫差發展方向之探討」工教三莊育軒學號 49571037

大綱原理介紹国内外海洋温差发展新趋势我國海洋溫差發展方向分析能源安全環境保護产业经济工程技术

(1) 海洋溫差發電原理 1/3 開放式 ~ 海洋溫差發電 : 直接使用溫海水導入真空狀態的蒸發器，不利用工作流體作為媒體使溫海水部分蒸發，水蒸氣在低壓渦輪機內進行絕熱膨脹。作完功之後，便引入冷凝器，由冷海水冷卻成液體，或是直接混入冷海水中。

(1) 海洋溫差發電原理 1/3 開放式 ~ 海洋溫差發電 :

海洋溫差發電原理 2/3 封閉式 ~ 海洋溫差發電 : 利用海洋表面的水溫來蒸發低沸點的工作流體，使工作流體轉變成蒸氣推動渦輪機的葉片發電。蒸氣以海洋深處的冷水來冷卻成液體，然後再次送入系統的蒸發器內，形成密閉式循環。工作流體為低沸點的氨、丁烷、氟氯烷等，為密度大、蒸氣壓力高的氣體冷凍劑。氨及氟氯烷較佳。工作流體係在封閉系統中循環，故稱為「封閉式循環系統」。

海洋溫差發電原理 2/3 封閉式 ~ 海洋溫差發電 :

海洋溫差發電原理 3/3 複合式 ~ 海洋溫差發電 : 混合式循環系統與封閉式循環系統有些類似，唯一不同的是在蒸發器的部分。溫海水係先經過蒸發器，使部分轉變為水蒸氣；隨即將蒸氣導入第二個蒸發器。水蒸氣在此被冷卻，作熱交換釋放潛能，此熱度再將低沸點的工作流體蒸發來推動渦輪機的葉片而發電。混合式發電系統的目的，在於避免溫海水對熱交換器所產生的生物附著。可以有淡水副產品的產出。同時改善低容量缺點。

海洋溫差發電原理 3/3 複合式 ~ 海洋溫差發電 :

海洋溫差發電原理影片介紹：科學大解碼 : 海洋能

(2) 海洋溫差發電歷史 1/5 法國 : G. 克勞德介紹 OTEC (1926 年 11 月 22 日 )

(2) 海洋溫差發電歷史 2/5 美國 210 kW OC-OTEC Experimental Plant (1993-1998) Mini-OTEC (1979)

(2) 海洋溫差發電歷史 3/5 日本 ~ Postage Stamp Issued by Nauru to Commemorate CC-OTEC Demonstration Plant (1982)

(2) 海洋溫差發電歷史 4/5 印度 ~ 1MW OTEC power plant

(2) 海洋溫差發電歷史 5/5 台灣我國「深層海水能源與資源開發」之關鍵人物我國「深層海水能源與資源開發」之關鍵過程李澤民 1980 年，確認世界上最適合發展海洋溫差能源之地點是台灣東部海域李國鼎 1981 年，協調「經濟部能源委員會」、「工研院能資所」、「台電公司」展開海洋溫差能源與資源之研究李慶遠 1989 年，成立「國際海洋溫差協會」，完成東部地區海洋能源多目標利用之園區規劃李遠哲 2005 年，呼籲國人注重海洋能源科技，再次開啟被中斷的「深層海水能源與資源」研發關鍵人物關鍵過程李澤民 1980 年，確認世界上最適合發展海洋溫差能源之地點是台灣東部海域李國鼎 1981 年，協調「經濟部能源委員會」、「工研院能資所」、「台電公司」展開海洋溫差能源與資源之研究李慶遠 1989 年，成立「國際海洋溫差協會」，完成東部海洋能多目標利用園區規劃李遠哲 2005 年，呼籲國人注重海洋能源科技，開啟被中斷的深層海水能源與資源研發

(3) 台灣地區發展潛能 1/5 1979 年實驗成功證實理論與實際技術的可行性以來，至今無商業性運轉之海洋溫差發電廠。 2. 2004 年印度發展的 1MW 海洋溫差發電廠，海洋溫差發電廠評估發電成本 20 7US$/KWh 。 3. 1991 年美國規劃但中斷的 10MW 海洋溫差發電廠，因今年石油價格從每桶 13 美元劇升為每桶 50 美元，而於 2005 年重新評估。 4. 大部份的研究顯示規模 100MW 以上的海洋溫差發電廠發電成本可降為 7US$/KWh ，具有商業運轉之價值。海洋溫差能

(3) 台灣地區發展潛能 1979 年美國評定台灣地區為世界上最有潛力開發海洋溫差發電之地區。 2. 1992 年台灣評估台灣東部海域 12 海浬內可開發海洋溫差發電的潛能為 3000KW ， 200 海浬經濟海域內約為 25000MW 。臺灣地區海洋溫差能源潛力評估

(3) 台灣地區發展潛能陸基式海洋溫差發電廠的冷水管設計怕地震。 2. 漂浮式海洋溫差發電廠的冷水管設計怕颱風。 3. 小規模海洋溫差發電廠怕成本效益低。 4. 大規模海洋溫差發電廠怕投資風險高。

国内外海洋温差发展新趋势以 5 年為一期之執行計畫項數與投入經費來看，可歸納出： 1980 年代為研發成長期 1990 年代前期為研發蓬勃期 1990 年代後期為衰退期 2000 年代前期為休止期 2000 年代後期為恢復期

国内外海洋温差发展新趋势「行政院 2007 產業科技策略會議（ SRB 會議）」是影響我國海洋溫差發展方向的關鍵第二項討論提綱「溫差發電效率仍低，小口徑汲取深層水之技術已成熟，為育成及輔導深層海水多目標利用之高附加價值產業的發展，預計至 2015 年應持續朝向深層海水多目標利用技術進行研發與創新。」國外顧問對海洋溫差發電發展的建議是「沒有希望、低效率」，幾乎否定國內海洋溫差發電的可行性。

能源安全我國自產能源貧乏，能源進口比例高達 98% 以上，能源供應安全度偏低。台灣東側面臨黑潮暖流，海底地形陡峭，此優越地理環境使我國比歐日等國家更適合積極開發此自產能源。相較於太陽能、風力及波浪發電等方式每年運轉時數長，可提供可靠的電力。

我国再生能源发电潜能 300 3,000 台灣東部黑潮流域海流發電 3,000 30,000 台灣東部沿岸海洋溫差發電 10 1,000 台灣西部沿岸潮差發電 100 10,000 全臺 1,448 公里海岸線波浪發電 200 1,000 全臺 26 處地熱溫泉區地熱發電 3,000 21,100 年平均風速 4 米 / 秒以上風力發電 300 30,000 全年日照 1500 小時以上地區太陽能發電預估可開發量 (MW) 理論蘊藏量 (MW) 天然條件 ??????? 發電條件再生能源項目

環境保護海洋溫差發電為低污染的再生能源，不需燃料，將可大幅降低溫室氣體排放。使用熱帶海洋上層所儲存的熱能，即使人類大規模使用還是小於 0.1% ，因此海洋溫差發電不會改變全球的能量變動。

产业经济與傳統能源相比，海洋溫差發電成本偏高，未具經濟競爭力。影響商業化主要因素為其他能源價格、環保壓力、技術改良、自然條件優劣、電廠規模、市場需求等台灣距離全球最高水溫海域「暖池」相當近，台灣東部海域地形陡坡，在離岸 3 至 6 公里處水深即達 1,000 公尺

产业经济我國每年海洋溫差發電度數預估可達 180 億度，而每一度可替代 0.2484 公升油當量， 2008 年 7 月油價每桶 140 美元計算，可節省購油支出達 40 億美元產業持續成熟，將深層海水產業延伸生物科技、化妝品、溫控精緻農業、休閒觀光等，產值甚至可達 800 億元以上

工程技术大型冷水管之製作、施工與維護技術，以及颱風、地震對電廠安全的衝擊等問題是尚待克服之技術瓶頸工研院（ 2006 ）分析之結論為：「在所有的海洋能發電技術裡最適合我國開發的屬溫差發電」我國已具備相關研發能力與產業基礎，另可藉助國際技術合作及尋求國際奧援以強化我國較未成熟之技術（能源計畫辦公室， 2007 ）

结论与建议我國發展海洋溫差對能源安全、環境保護二者的效益明顯優於發展深層海水在产业经济方面，短期內深層海水有較佳產值；長期而言，大型海洋溫差電廠商轉化後所衍生的直接與間接產值則會高於深層海水應用海洋溫差發電遠比深層海水應用複雜困難，雖然在動力系統、熱交換器、冷水管、運轉平台之設計與施工已有精進，但仍須投入研發資源以改善技術問題及提升經濟競爭力。

問題討論海水溫差發電有許多優點，你認為在籌建發電廠時，是否仍會引發鄰避效應，為什麼 ? 台湾东部地区生态丰富、景观优美，你比较赞成维持现状或兴建发电厂开创新产业，為什麼？

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