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海洋能源系統2023年度報告 OES Annual Report:An Overview of Ocean Energy Activities in 2023
2024/03/07
IEA-OES
https://www.etipocean.eu/knowledge_hub/1687/
一、海洋能源系統簡介
為實現巴黎氣候協議的目標,全力推升再生能源勢在必行,海洋能源自然也不例外。但按照目前部署的數量再增加2倍仍嫌不足,勢必要將目標再往上提高,關鍵在於國際間政策的投入。因此國際組織國際能源總署-海洋能源系統(IEA-OES)鏈結各國政府間資源,透過國際合作共同研究、開發與示範海洋科技,以促進海洋發電與再生資源的利用。涵蓋的海洋能源技術包括:波浪、潮汐、洋流、海洋熱能轉換以及鹽度梯度等利用海水物理或化學特性的能源,但不包括離岸風力發電、海洋生質能及海底地熱等不是直接利用海水特性的能源。

IEA-OES目前在22個成員國與歐盟組織的努力下,共同展開海洋能源相關科技合作。IEA-OES在2023年底發佈的「海洋能源與淨零排放:到2050年開發300GW海洋能源的國際路線圖」中,強調協同研發與明確實施策略的重要性,並在路線圖中策略性提出潮汐流以及波浪能的挑戰與機會。該路線圖預計2050年全球海洋能裝置容量可達300GW以外,也將創造68萬個工作機會及3,400億美元的附加價值,並防止5億噸以上的碳排放,藉以強調海洋能對社會、環境、經濟的貢獻。

除此之外,IEA-OES的成果還包括:瞭解海洋能源與水產養殖共存的潛力、探索海洋熱能轉換的經濟學、波浪能與潮汐能數位模擬的建模與驗證,其餘包括數據共享、社群互動、跨國協作、夥伴關係建立等。

二、重點國家發展重心與支援政策
全球為協助海洋能源的發展,無不傾力以政策支援相關研發計畫以及基礎建設的佈署,重點國家從研發到商業化激勵策簡介如下:

(一)美國:技術研發主要聚焦波浪能與潮汐能轉換器設計、定錨的子系統、離岸電力供應技術、預防設備遭受生物污染與防蝕等技術研發,以及在全國開放水域測試的技術示範。經費主要由美國能源部水力發電技術辦公室(Water Power Technologies Office’s, WPTO)的海洋能源計畫,於2023年投入1.2億美元推動海洋能源的研發、示範和佈署。此外,美國於2023年發佈「海洋氣候行動計畫」(the Ocean Climate Action Plan, OCAP)來協調聯邦政府與社會的海洋行動,共創碳中和的未來與強化社區因應海洋變化風險的能力。同年加州成為第一個將海洋能源立法的州。

1.政策激勵:以水力發電生產激勵計畫(Hydroelectric Production Incentive Program)提供海洋能源開發補助,並於降低通膨法案(the Inflation Reduction Act, IRA)中,將海洋和水力發電技術加入潔淨能源稅率抵免行列。

2.科研投入:主要在開發潮汐和波浪能源技術的研發和示範,並鼓勵學研及開發商投入海水淡化、水產養殖等海洋活動的能源應用。


(二)英國:英國之所以在海洋能源居領航地位,主要歸功於再生能源差價合約(CfD)市場政策機制的成功,已展開全球最大的潮汐流裝置容量計畫,再加上波浪能開發商的領先創新計畫。在2022年發布的「能源安全戰略」中,特別強調潮汐能源的潛力,預計海洋能在未來數十年仍是英國再生能源發展重點。

1.政策激勵:英國透過CfD市場機制支持低碳發電,提供長期穩定的價格保證,至今已完成5輪的拍賣競標,即將進入第6輪。2023年潮汐流能源的亮點包括6家開發商在11份差價合約中提供53MW潮汐能裝置容量,成為全球的典範。開發商Orbital Marine Power與Nova Innovation分別獲得歐盟展望計畫補助分別負責建置9.6MW及4MW潮汐能,以及開發次世代波浪能轉換器。

2.科研投入:重要投資機構包括英國創新與研究局、工程與物理科學研究委員會等,重點研發計畫包括應用於波浪能轉換器的材料、潮汐能轉換器模組及陣列、波浪能控制系統、潮汐能渦輪機的葉片設計等,同時也在歐洲公海進行設備測試與示範。另有英國海洋能委員會提供政策資訊與建議,蘇格蘭波浪能公司則是申請政府資金開發各種海洋能源設備。海上再生能源創新中心(ORE Catapult)是英國的旗艦型技術創新研究中心,2023年制定「潮汐流技術路線圖」,介紹10大關鍵技術,並預測至2035年潮汐流成本將降至50英鎊/MWh。

(三)歐盟:2020年發布的「離岸再生能源戰略」(The Offshore Renewable Energy Strategy)是支持海洋能源的關鍵政策,2023年的「淨零產業法案」(the Net-Zero Industry Act, NZIA)促進淨零技術製造的動力,同年10月提出海洋能裝載容量至2027年達100 MW,2030年達1GW的目標。

1.政策激勵:2020年推出全球最大的低碳示範計畫創新基金,將在2020至2030年間提供100億歐元作為商業展示之用,旨將創新技術推向商業應用。另有由歐洲投資基金管理與支持的BlueInvest計畫,針對不同的商業準備度,為早期公司、中小企業或規模化企業提供諮詢與融資。

2.科研投入:展望歐洲計畫(Horizon Europe)是最主要的研發投資計畫,總預算高達955億歐元,計畫重點2022年聚焦永續潮汐發電廠示範;2023年聚焦波浪能轉換器(Wave Energy Converter, WEC)的能源擷取系統(Power take-off, PTO)和控制裝置,以及波浪能發電廠示範。

(四)韓國:韓國海洋水產部(The Ministry of Oceans and Fisheries, MOF)除制定2050年海洋能源領域要減少230萬噸排碳量的目標外,亦訂定潮汐能與波浪能的發展路徑圖,如(1)擴大海洋能研發,建立深海試驗場域;(2)建設大型海洋發電廠;(3)邁向全球市場,擴大國內供應;(4)建構海洋能認證體系與配套政策。

1.政策激勵:2012年制定再生能源組合標準(Renewable Energy Portfolio Standard, RPS),強制要求超過500MW的公共事業公司,有義務在其總電力中使用一定比例的再生能源電力,發電量不足者可以購買再生能源發電憑證(Renewable Energy Certificate, REC)來達成目標。

2.科研投入:主要是投資開發海洋能綠氫技術、OWC波浪能發電廠、建立潮汐能轉換器公海試驗平台。2023年韓國技術和標準局(the Korea Agency for Technology and Standards, KATS)依據IEC TS 62600-100、200、201等3項國際海洋能標準,修訂韓國工業標準,透過技術標準與認證來活化海洋能產業。位於濟州島的公海試驗場域也已於2019年開始營運,並考慮擴充可測試的能量,以滿足未來設備開發需求。

(五)中國:在「綠色低碳先進技術示範工程實施方案」(the Implementation Plan for Green and Low-carbon Advanced Technology Demonstration Projects)中明訂支持波浪能、潮汐能以及海洋溫差發電(Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC)等海洋潔淨能源的示範計畫。

1.政策激勵:發放再生能源綠色電力證書來促進綠電消費,以實現全面覆蓋的目標。

2.科研投入:中國科學技術部(Ministry of Science and Technology, MOST)為推動再生能源技術創新發展,於2023年6月展開新的推動計畫。例如在波浪能方面,首度開發兆瓦級的波浪能發電浮動平台-南鯤號,並在深海處進行運轉測試。浮動式平台以三角形結構設計增加抗颱能力,預計可提升深遠海島的綠電供應。另外,還投入多種小型化的波浪能浮標試運轉中。在潮汐能原型機測試、20kW及50kW浮動式海洋溫差發電測試、波浪能水產養殖平台示範計畫、LHD潮汐能示範計畫等。在國際合作方面,也發布以一帶一路藍色合作倡議,鼓勵海洋能源與資源的永續利用。
殷正華
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