海洋科技季刊
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『再生能源』專輯
目  錄 封面
「再生能源」專輯序言
臺灣淨零排放推動再生能源政策發展與挑戰
海洋能發電
開口沉箱波浪能發電系統的波浪放大效應
海洋深層水與電廠溫排水能源利用及發展
離岸風力發電機運轉參數設定探討
離岸風電綠能循環產業發展探討
再生能源條例修改對地熱推動的重要性
新瀨海底火山震波衰減與地熱資源初步研究
緊密微震儀陣列探勘基隆海底火山
海洋及水下科技季刊一一二年度第三十三卷第一期封面


「再生能源」 專輯序言
(第三十三卷第一期-序言)
摘要

 為因應氣候變遷和降低二氧化碳排放的影響,全球已經有超過130個國家承諾淨零排放。我國也在2016年加入行列,並且宣布台灣2050年淨零排放的路徑。因此,「能源轉型」就成為我國重要的能源政策。再生能源的種類很多,它包括:風能、太陽能、地熱能、海洋能、生質能和水利能。本期季刊共收集到9篇文章。

 論文1,游振偉以台灣淨零排放的推動,來論述我國再生能源的發展與挑戰; 論文2,陳俐伶等介紹各種的海洋能,並且討論它們目前的推動情形; 論文3,姚金宏和陳建宏申論波浪發電的放大效應;論文4,陳建益和魏清貴討論海洋深層水與電廠溫排水的利用; 論文5,徐文科等申論離岸風電和運轉參數的設定; 論文6,簡連貴等論述離岸風電對綠能產業的影響; 論文7,王守誠等列舉再生能源條例的修改及其對於地熱能源推動的重要性; 論文8,許心瑀和李昭興研究基隆新瀨海底火山的震波衰減; 論文9,陳愷和李昭興以緊密地震陣列探勘海底火山的地熱能源。

 每篇文章都能切入我國發展再生能源的挑戰和功用。台灣每開發1GW的再生能源電,每年可以節省666億元的石化燃料進口外滙,減少490萬噸煤的燃燒和降低1380萬噸的二氧化碳。再生能源對我們何其重要!

 

 

專輯主編:李昭興/國立臺灣海洋大學地球科學研究所名譽教授

台灣地熱資源發展協會 理事長

       簡連貴/國立臺灣海洋大學河海工程學系教授、校長特助

台灣風能協會理事長、中華水下文化資產協會理事長

海洋及水下技術協會秘書長

 

      

 

臺灣淨零排放推動再生能源政策發展與挑戰
(第三十三卷第一期-再生能源)
摘要
 為因應氣候變遷、降低溫室氣體排放之影響,全球已有超過130個國家承諾淨零(Net Zero)目標及推動作法,臺灣為響應此一國際浪潮,自2016年5月啟動「能源轉型」,且於2021年宣布加入「2050淨零排放」行列,而後並於2022年3月提出《臺灣2050淨零排放路徑》,其中在打造零碳能源系統部分,將擴大太陽光電及離岸風電之佈建,規劃至2050年再生能源占總電力將達60%至70%。經濟部能源局依據「能源轉型」及「淨零排放」之政策目標,以太陽光電及離岸風電為推動主軸,同時發展地熱、生質能、小水力發電等其他再生能源,加速擴大再生能源之設置。然臺灣再生能源發展易面臨如空間競合、環境保護、生態保育及饋線不足等挑戰,經濟部已提出相關因應策略,透過空間多元利用及管理、跨部會合作加速設置作業、強化電網工程及提升電網韌性等作為,並研議再生能源中長期目標以穩定內需市場,促使臺灣本土產業可永續發展。期望中央、地方政府及民間團體共同協力,攜手達成臺灣能源轉型及淨零排放之願景。

作者:游振偉/ 經濟部能源局局長

海洋能發電
(第三十三卷第一期-再生能源)
摘要

 海洋能是指利用海洋之海流、潮汐、波浪、海水溫差等自然現象進行能源轉換的技術。海洋能具有綠能、可再生、持續性及豐沛性等優點,有望成為未來清潔能源的主要來源之一,目前全球多個國家正在積極開展海洋能技術研究,同時推動和產業發展,另外海洋能的開發面臨著技術和經濟上的挑戰,需要進一步加強科研和技術創新,完善政策和法規體系才可完成海洋能之推動產業發展。

 本論文將介紹全球在海洋能之發展現況,同時說明各種海洋能的開發技術,另外也將介紹台灣在海洋能推動之現況。

 

 

作者:陳俐伶/國立臺灣海洋大學電機工程學系、奈微米積體電路實驗室碩士生

   吳泓錡/國立臺灣海洋大學電機工程學系、奈微米積體電路實驗室碩士生

   張忠誠/國立臺灣海洋大學電機工程學系教授

 

 

開口沉箱波浪能發電系統的波浪放大效應

(第三十三卷第一期-再生能源)

摘要
 波浪能為重要的海洋再生能源之一,全球蘊藏量豐富,在氣候變遷日益加劇的今日,有不少研究投注於此等能源的擷取與利用。雖然波浪遍布海洋各處,但波浪的大小與週期卻隨海域有相當明顯的變化,因此波高較大的海域對波浪能發電顯然是比較有利的,中低波高的海域則顯得相對弱勢。為此,本文提出開口圓柱形沉箱的概念,透過港池共振的原理放大沉箱內的波浪能,再結合波浪能轉換器,以大幅提高波浪能發電的效益。在本研究中,我們運用計算流體力學,探討入射波之波高對波浪放大係數(定義為沉箱內放大之波高與入射波之波高的比值)效應;我們發現放大係數隨入射波之波高而變,也就是說,沉箱內的放大的波浪波高與入射波之波高關係並非是線性的。另外,我們也作了部分的實驗,驗證此一現象。

 

作者:姚金宏/台灣國際造船公司工程師

   陳建宏/國立臺灣海洋大學石延平水下科技中心主任、

       國家海洋研究院院長

 

海洋深層水與電廠溫排水能源利用及發展
(第三十三卷第一期-再生能源)
摘要

 2021年4月22日世界地球日蔡總統宣示,2050淨零轉型是全世界的目標,也是臺灣的目標。於2022年3月正式公布「臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明」,提供至2050年淨零之軌跡與行動路徑,將海洋能發電列為前瞻能源轉型重要路徑。花蓮和平工業區位置靠近出海口,可在很短的距離取得深層海水,具有發展海洋溫差發電場域,及結合發電廠溫排水,可成為前瞻永續基載綠色能源及提升機組發電效率,這樣的結合是世界首創。深層海水在溫差發電、冷能運用及深層海水關聯產業開發及擴展,在和平工業區,將能成為更多元低碳及減碳的循環經濟示範基地。可朝著建立工業區研發製造及觀光雙引擎之發展模式,以遊憩園區方式結合沿岸風光,創造不同風貌之工業區意象。

 

 

 

作者:陳建益/和平電力股份有限公司 總經理

   魏靖貴/和平電力股份有限公司能源發展處 處長

 

 

離岸風力發電機運轉參數設定探討
(第三十三卷第一期-再生能源)
摘要

  

 台灣海峽擁有豐富的風資源,而超出風力發電機(WTG)負荷之風能也會對其造成損害,故風力發電機都會設置過載保護措施。風速過大時(通常為25 m/s)風力發電機會自動切離停機(Cut Out) ,以防止旋轉速度過快造成危害,並且待測得風速低於一定數值後再自動重新啟動(Re-Cut in)風力發電機進行運轉發電,因此風場之風力發電機參數設定合適與否將影響發電效益。台灣海峽尤其在冬季東北季風強力吹襲下,恐造成風力發電機頻繁切入及切離,切換中暫且不論機組之損耗,在風資源的風能損失尤為重要。有鑑於此,本文以台電離岸風場之海氣象觀測塔107年至111年所測得之風資源數據,搭配目前台電離岸風場之風力發電機進行風資源發電之重新啟動(Re-Cut In)損失探討,本文主要目的在於說明風力發電機重新啟動參數調整間對風資源損失之評估,期望藉由配合調整風力發電機參數來增加風場發電量。


 

 

作者:徐文科/台灣電力公司再生能源處 經理

   許瑞洪/台灣電力公司再生能源處 專員

   蔡英聖/台灣電力公司再生能源處 處長

 

 

離岸風電綠能循環產業發展探討
(第三十三卷第一期-再生能源)
摘要

 

 由於近年來全球暖化加劇,引發了全球性的氣候變遷,為解決能源與氣候變遷問題,達成2050年淨零排放規劃,發展永續能源轉型、低碳節能社會、促進綠色經濟為當今政府需發展之方向,政府為因應國際情勢快速變遷,並兼顧國際減排承諾,其中離岸風電規劃於2025年累計設置達5.7 GW裝置容量目標,帶動國內綠色能源產業創新發展與增進綠色就業,藉此有效提升我國未來產業競爭力,促進國家永續發展,因此本研究將以離岸風電綠能循環產業發展進行探討,並以產品環境足跡評估指標針對離岸風電全生命週期之規劃設計及組件製造組裝、海事工程施工安裝、運營與維護、除役等階段,可能產生之環境影響及衝擊進行盤查,並綜整出離岸風電綠能循環產業創新發展關鍵議題,期以達成臺灣永續能源發展之願景及建構離岸風電產業未來發展潛力創新方向及關鍵議題。

關鍵字:離岸風電、永續發展、淨零排放、關鍵議題


 

 

作者:簡連貴/國立臺灣海洋大學河海工程學系教授

   方浚諺/國立臺灣海洋大學河海工程學系碩士研究生

   林妍希/國立臺灣海洋大學河海工程學系碩士

 

 

再生能源條例修改對地熱推動的重要性
(第三十三卷第一期-再生能源)
摘要

  

 再生能源是「氣候危機時代」最重要的公共事業,是「能源轉型」及「淨零碳排」的核心產業,過去經濟部為了健全公共建設,對於台灣99%進口的高碳排放及高污染的化石資源,個別化制定專法如石油管理法、天然氣事業法,但對於各類再生能源僅以《再生能源發展條例》管理。由於地熱法規設立對於地熱產業推動有極大的推動效果,為加速推動國內地熱能源發展,行政院已於2022年12月將《再生能源發展條例》修正案已在立法院審議,其中新增地熱能探勘許可與地熱能開發許可之申請、審查程序等相關規範,以加速其開發,對於政府推動「能源轉型」而言是一大進展。本文從地球科學的角度探討地熱開發面對的不合理制度,例如防災型地熱開發推動的限制,以及資源永續管理尚缺乏的法規架構,以作為後續地熱法規完善化的參考。

關鍵字:防災型地熱開發、再生能源條例

 

 

 

作者:王守誠/國立臺灣海洋大學海洋工程科技中心

   黃業棠/自然資源保護委員會

   李昭興/國立臺灣海洋大學海洋工程科技中心

新瀨海底火山震波衰減與地熱資源初步研究
(第三十三卷第一期-再生能源)
摘要

  

 有許多研究利用地震來監測火山活動,並推測地下岩漿庫位置以及探勘地底下的地熱資源。本研究利用密集地震網收集地震,用震波來觀察有無異常的事件,再以震波速度(Vp, Vs)和地震衰減(Qp, Qs)來計算出各個岩石物理參數 (Bulk, LambdaModulus 及Poisson’s Ratio)。這些參數可以用來建立地下三維模型,來解釋地下的構造並探討發生異常的現象。因S-波的衰減可能與地下岩層中富含流體或岩漿庫有關聯,利用此方法也觀察到震波有衰減的現象,與彈性係數的三維模型中看到在新瀨海底火山底下有異常低值,這可能代表是有高溫蒸氣的存在。在未來仍需要更多的資料來分析出海底火山的狀況,及希望能推測出海底火山的熱源存在。


 

 

作者:許心瑀/國立臺灣海洋大學地球科學研究所研究助理

   李昭興/國立臺灣海洋大學地球科學研究所名譽教授

       台灣地熱資源發展協會理事長

 

 

緊密微震儀陣列探勘基隆海底火山
(第三十三卷第一期-再生能源)
摘要

 

 基隆新瀨海底火山,位於野柳岬以及基隆嶼間,經由多音束側掃聲納探勘,發現距離基隆嶼西方有一局部隆起之區域,其隆起的涵蓋範圍為中心火山往外半徑2.5公里,與相鄰陸域距離約2.5公里,火山下方的熱儲集層尚未進行探勘,近期因台灣的電力缺口以及國際對於各產業再生能源的要求比例提高,基隆新瀨海底火山的議題已獲各界廣泛關注,並相繼投入研究計畫及可行性評估,地熱資源探勘對於台灣北部未來能源發展,是一至關重要的潛力地區之一,且除了本文之新瀨海底火山,龜山島、綠島、蘭嶼抑或是棉花嶼、花瓶嶼,皆為有潛力之火山型地熱資源。本研究將以北部野柳岬及基隆近海現有的地震站陣列,使用相關參數資料進行判釋,以及北部未來部屬海底地震測站之展望來進行探討。

 

 

作者:陳 愷/國立臺灣海洋大學地球科學研究所助理

   李昭興/國立臺灣海洋大學地球科學研究所名譽教授

       台灣地熱資源發展協會理事長

 

 

 

 

 

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