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作者、圖片來源：吳朝榮研究員兼海洋能專題中心執行長（本院環境變遷研究中心）

在臺灣東部外海，有一股名為「黑潮」的洋流，日夜奔騰不息，這強勁且穩定的海流，蘊藏著豐沛的能源潛力。1799年，法國發表人類史上第一個波浪能專利，至今已兩百多年了，而順著黑潮，「海中撈電」這個夢想也即將成真！在中研院關鍵議題研究中心的海洋能專題中心，有一群科學家把實驗室從水泥建築中搬進太平洋，他們不僅要對抗狂風巨浪出海蒐集數據，還要親手打造100% MIT浮游式黑潮發電機。現在，讓我們跟著編輯團隊的腳步，一起「潛入」海洋能專題中心一探究竟。

一條龍研發，跨學科的黃金組合！

2024年，關鍵議題研究中心於中研院南部院區揭牌，海洋能專題中心也隨之成立，並將調查與試驗場域放在臺灣東部外海的黑潮流域。這裡聚集了一群對海洋充滿熱情的研究人員，致力於開發海洋能源，特別是「黑潮發電」。

海洋能中心由吳朝榮研究員兼執行長領軍，研究團隊專長橫跨工程、海洋、地質等領域，包含：負責發電機研製的郭振華合聘研究員、進行海流數值模擬的辛宜佳副研究員、執掌海流觀測的戴仁華研究副技師、專攻海底地質地形的葉一慶合聘副研究員，以及海底地震專長的國立臺灣師範大學林佩瑩助理教授等人（圖一）。跨學科的黃金陣容，使團隊能從容面對黑潮發電研究上，自現場觀測、數值模擬、機組設計到地質安全的多重挑戰。

黑潮：天然且源源不絕的「海流發電廠」

黑潮是太平洋最強的西方邊界流，「西方邊界流」是指位於海洋西部邊界、沿著大陸邊緣流動的強勁海流，形成原因與地球自轉並隨緯度變化密切相關，此流速快、流量大的海流，對沿岸氣候、漁業資源與全球氣候調節都有很大的作用。黑潮的總流量約為每秒2千萬至3千萬平方公尺，大約相當於140條亞馬遜河的總流量。這股全球少見的強勁海流通過臺灣東岸時，表層流速可達每秒1公尺以上，而且距離海岸僅數十公里，全年不停歇且流向穩定，是開發洋流能的理想地點。黑潮就像是一條讓海水不斷奔馳的「海流高速公路」，能為臺灣帶來源源不絕的能源（圖二）。

黑潮發電的概念，就像把風力發電機沉入海中，利用洋流的力量來發電。由於水的密度遠高於空氣，洋流速度雖慢但能量極強，能源轉換效率優於風能與太陽能。因此團隊認為，黑潮就像是天然的「海流發電廠」，是臺灣海中撈電的關鍵。

潛入海中，觀測與實驗的挑戰現場

為了開發黑潮能源，研究團隊帶著各種儀器潛入海中進行實驗，包含各項觀測與發電機測試。觀測方面，研究人員運用漂流浮標、船載式都卜勒流剖儀（Acoustic Doppler Current Profiler，ADCP）及底碇式觀測儀器，系統性地進行黑潮流速、流向以及海底構造、地形的現場測量。

為了長期記錄洋流數據，戴仁華研究副技師定期乘船出海，在預定場址佈放海流監測儀器（圖四、五）。海上工作總是充滿挑戰，在巨浪來襲時，船隻瞬間化身遊樂園的海盜船，同仁笑稱常常差點把早餐吐回海裡餵魚！每當在茫茫大海的粼粼波光中，尋找到視覺效果如螞蟻般大小的浮球，研究團隊總是興奮不已，因為寶貴的觀測數據與價格不斐的儀器都回來了！

在陸地上，辛宜佳副研究員建置了高解析度的「巢狀西太平洋資料同化模式系統」，運用資料同化方案整合觀測數據與數值模式，資料同化數值模式便可更精準地重現黑潮資訊，協助團隊掌握大範圍的海流流況。（圖六）

100% MIT製造！浮游式黑潮發電機

考量流速、流向、設置水深、離岸距離等因素，再加上精密的海洋觀測驗證，團隊最終找出優選發電區位，分別位於臺東成功與宜蘭蘇澳外海。選定理想的地點後，緊接著便是挑戰製造發電機。經過不懈努力，郭振華合聘研究員團隊成功研發100千瓦（kW）的浮式洋流發電機，協同在地廠商打造約長12公尺、寬26公尺、高9公尺，重達110噸的龐然大物（圖七、八），相當於4棟並排的3樓透天厝，重量更達20隻成年的非洲大象！

這款發電機為100%臺灣製造，比照潛艇規格，選用耐海水腐蝕材料，以承受海水長期侵蝕及水下高壓環境，確保其能在海面30至50公尺下長期穩定運轉，能讓船隻在海面航行不受影響，也能在颱風大浪時讓發電機下潛避颱（圖九、十）。

「基載」新星：打造未來能源轉型的藍圖

隨著黑潮發電技術逐步成熟，臺灣有望獲得穩定且零碳的基載電力。所謂「基載電力」，指的是全年24小時穩定不斷的基本電力供應。由於黑潮全年流速穩定，不易受到天氣變化影響，正好能補足風力和太陽能發電的間歇性缺點，成為能源轉型的重要支柱。

目前發電機的研發正朝向兆瓦（MW）級規格邁進，未來若能大規模部署發電機陣列，預計可提供數百兆瓦的電力，等同一座中型發電廠的產能。根據研究估計，黑潮在臺灣東部外海的總體可開發潛力約為4吉瓦（GW），約可同時滿足100萬戶家庭的日常用電需求。若能實現，對臺灣2050年達成淨零碳排目標而言，無疑是一股穩定而強勁的助力。

在這群科研先鋒的努力下，也許不久的將來，當我們站在東海岸吹著海風，不遠處的黑潮已悄悄替臺灣點亮萬家燈火。開箱雖然結束，但黑潮的能源傳奇才正要開始！