全球研究揭曉：海洋潮流能源的黃金地段

隨著全球電力需求不斷攀升，傳統能源正面臨巨大壓力。佔地球表面超過70%的海洋，蘊藏著豐富的可再生能源，如海洋潮流與波浪能，成為未來清潔能源的重要來源。然而，相較於風能與太陽能，海洋能源的開發仍處於起步階段，其中一大挑戰便是如何找到最具經濟效益與可行性的海洋潮流能源開發地點。

過去許多研究專注於區域性的海洋潮流能源評估，但缺乏基於實際資料的全球性分析。直到最近，佛羅裡達大西洋大學工程與電腦科學學院的一項研究，利用美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）全球漂流浮標計畫（GDP）超過30年的資料，首次提供了全球範圍內最全面的海洋潮流能源評估。這項研究為東南佛羅裡達帶來了好訊息。

研究團隊專注於捕捉海洋潮流動能的潛力，分析功率密度及其隨時間與地點的變化。GDP計畫中約有1,250個衛星追蹤浮標，用於測量海洋潮流及其位置。這項研究使用了1988年3月至2021年9月間超過4,300萬筆資料，結果發表於《可再生能源》期刊。

研究顯示，佛羅裡達東海岸與南非海域的功率密度持續偏高，是開發海洋潮流能源的理想地點。這些區域的功率密度超過每平方公尺2,500瓦，是「優質」風能資源的2.5倍。此外，這些海域水深約300公尺，相對較淺，更適合安裝海洋潮流渦輪機。相較之下，日本與南美部分地區在相同深度下並未展現出類似的功率密度。

研究第一作者、工程與電腦科學學院博士研究助理Mahsan Sadoughipour表示：「我們的研究發現，約75%的高功率密度區域（涵蓋49萬平方公里的海洋）的能源水平介於每平方公尺500至1,000瓦之間。這顯示海洋潮流能源的開發潛力巨大，尤其是在功率密度中等但對永續能源生產具有重要意義的地區。」

研究還指出，功率密度超過每平方公尺2,000瓦的地區包括美國東南海岸（從佛羅裡達至北卡羅來納）以及非洲東部與東南部海岸（索馬利亞、肯亞、坦尚尼亞、南非與馬達加斯加）。而東太平洋（日本、越南與菲律賓）、南美北部（巴西與法屬蓋亞那）以及澳洲東海岸的功率密度則較低。

另一項重要發現是功率密度估算的準確性。在北美與日本，計算結果高度可靠，為能源潛力預測提供了信心。然而，南非與南美部分地區（如巴西北部與法屬蓋亞那）由於資料有限或水況多變，評估難度較高。

研究共同作者、佛羅裡達大西洋大學電氣工程與電腦科學系副教授Yufei Tang博士指出：「巴西與南非等地的資料有限，影響了能源預測的準確性，使得全面評估其能源開發潛力變得更加困難。擴充套件資料收集將有助於我們更精確地理解這些地區的能源潛力。」

此外，研究也發現，南非與日本等地雖然功率密度高，但由於水深較深與複雜的流動模式，開發難度較大。水深超過1,000公尺的地區，能源提取面臨更大挑戰。

研究共同作者、佛羅裡達大西洋大學海洋與機械工程系助理教授James H. VanZwieten Jr.博士表示：「水深與功率密度之間的關係對渦輪機的放置與設計至關重要。強勁的海洋潮流通常位於海面附近，而總水深範圍從250公尺到超過3,000公尺不等。這使得渦輪機需要先進的繫泊系統來保持穩定與運作，同時也增加了安裝與維護的成本與複雜性。」

季節性變化也對能源可用性有顯著影響。在北半球的夏季（6月至8月），佛羅裡達、日本與巴西北部等地區的功率密度較高，與這些月份增加的能源需求相符。同樣地，南非的最高功率密度出現在其夏季（12月至2月）。這些季節性模式顯示，海洋潮流能源可能與空調使用高峰期的高電力需求相契合，成為一種潛在的可靠可再生能源來源。

佛羅裡達大西洋大學工程與電腦科學學院院長Stella Batalama博士總結道：「海洋潮流能源的準確估算取決於資料密度、資料型別與流動變異性等關鍵因素。這項研究的結果強調了仔細考慮這些變數的必要性，而提供的能源特性將有助於確保海洋潮流能源能有效整合到更廣泛的可再生能源體系中。」

佛羅裡達大西洋大學東南國家海洋可再生能源中心主任Gabriel Alsenas表示：「這項突破性研究進一步鞏固了東南佛羅裡達作為開發海洋潮流能源的頂尖地點的地位。在SNMREC，我們很自豪能站在國內能源創新的前沿，推動邁向更具韌性的未來。憑藉我們對豐富海洋潮流的獨特接觸，我們正引領尖端技術的孵化，這些技術將提升我們的區域能源安全與國家能源主導地位。」