美國能源部投資13億 加速開發波浪能源

曾涵郁 2016年08月28日 20:52:00

全球暖化議題一直都是世界各國的焦點,普遍認為零排放的再生能源是有效解決暖化問題的方法。過去波浪能源(wave energy)雖長期被提及,卻因難以有效控制能量轉換、設備造價昂貴等因素,發展較為遲緩。但最近,相關的研究與資金挹注又活絡了起來。美國能源部(The Department of Energy)近日宣佈,將會撥4,000萬美元(約台幣13億元)的預算來發展美國第一個開放水域的波浪能測試設備。

 

 

再生能源遺珠:波浪能

 

過去數十年來相對於風力,太陽能等再生能源,波浪能發展落後,原因在於精密駕馭海流、轉換動能與電能相當困難,科學家必須考慮到各種要素,像是海浪的流速、高度和方向,而這些由大自然掌控的變數,使得波浪能設備的造價一直居高不下。

 

此外,昂貴的設施通常座落在相當危險且具侵蝕性的環境。建設者還必須面對將能源從海上或岸邊傳輸至內陸電網的困境。這些零零種種的因素令許多投資者望之卻步,而相關法規又令剩下的觀望者掉頭而去。

 

2008年加州公共事業委員會(California Public Utilities Commission)拒絕了全美第一個商業運轉的波浪能計畫,委員會表示,該科技太過新穎,無法令人信賴。

 

同年,英國的佩拉米斯波浪能源公司(Pelamis Wave Power,Pelamis有海蛇之意)建造第一座商業運轉的海洋發電系統,此系統由四節能量轉換器組成,全長近500公尺,能供給1,500戶的家庭年用電,但兩個月後,因技術和資金問題而計畫中止。

 

 

投資與建設熱潮回流

 

儘管開發波浪能困難重重,許多美國研究人員依然沒有放棄,他/她們持續改良波浪能轉換系統。這些研究人員會如此堅持的原因在於他/她們深知波浪能的潛力無限。

 

在地球上,海洋佔地表71%,而陸地則只有29%。一份跨政府氣候變遷委員會( Intergovernmental Panel on Climate Change)的報告指出,地球海洋潛在的能源產量超過全球人類能源需求的總合。美國能源部預估美國領土海岸的鄰近海浪每年可產生2,640太瓦小時(2兆6400億度)的能量,這足夠提供2億戶美國家庭的年用電。

 

Azura波浪能系統 鼓舞美國政府挹注資金

 

2015年4月,美國當局為了加速海洋設備的商業化和開發速度,能源部舉辦波浪能大獎賽,此賽事成為美國波浪能科學相關事務的最高殿堂。競賽吸引了92組參賽團隊,分別來自於學校、新創公司、大型能源公司。所有團隊的共同目標是將波浪能轉換設備的輸出電能提高一倍。

 

同年6月,美國海軍贊助建造的Azura波浪能系統正式於夏威夷的卡內奧赫海灣部署。此系統已成功運轉並提供海軍基地的用電近一年。此45頓的漂浮系統,可360度旋轉,有別於一般的波浪能發電系統,不管在海浪的垂直或水平運動中,它皆能獲取能量並將之轉換成電能。

 

 

今年8月16日,美國能源部宣佈,提供4000萬美元(約台幣13億元)的資金規劃波浪能測試系統專案,該部預期會在三個不同的地點建置測試設施,同時獨立測試不同的波浪能轉換設備。測試設施將主要用於收集轉換設備的數據,幫助工程師解決技術問題,降低生產成本與修改未來轉換設備的設計。測試設施將可以加速美國波浪能設備的商業化和部署。

 

需求是發明之母

 

有需求才有發明是從古至今不變的道理。1970年,石油危機引起波浪能研究的風潮,但當原油價格穩定後,相關研究熱潮也漸漸冷卻下來。而現在由於氣候變遷、全球暖化海平面上升,專家們評估全球將會再次掀起一股波浪能研究狂熱。

 

美國能源部發言人表示,美國當局目標是在2035年以前,達到80%的國家用電來自於乾淨能源。

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