潮汐能冷知識：你不可不知的 6 件事

提到再生能源，大家最熟悉的可能是太陽能和風力發電，而潮汐能則像是這個家族中較為低調的成員。你或許沒怎麼聽過它，但其實近 60 年來，它一直默默地為沿海社區提供電力。

可以把潮汐能想像成大自然的水車，靠著月球引力帶動海水流動來發電。潮汐發電的概念已經存在很久，但如今的潮汐電廠運用了最先進的技術，將海水的動能轉換成電力。現在，就讓我們一起來探索潮汐能的五大迷人之處，看看它如何改變再生能源的未來！

1.月球引力

潮汐能主要來自月球的引力作用！這股月地之間的引力如此強大，甚至隨著時間推移，正逐漸讓地球自轉變慢，而月球則以每年約 3.8 公分（1.5 英吋）的速度遠離地球。

換句話說，潮汐能正是地球與它這位天體鄰居不斷互動的產物！

2.悠久且精彩的歷史

信不信由你，人類自羅馬時代起就已經在利用潮汐能！那時候的人是怎麼做的呢？ 當時的潮汐磨坊會在漲潮時把水儲存在水庫中，待退潮時再讓水流經水車，將水位落差的位能轉換為機械能，用來研磨穀物。這些磨坊通常建於河口或潮差顯著的沿海地區，讓當地社區能夠利用穩定的潮汐能來支援農業生產。

整體而言，我們至今仍沿用相同的原理，只是設備更加先進。從羅馬時期的潮汐磨坊到法國蘭斯潮汐發電站 (La Rance Tidal Power Station) 等現代化設施，人類運用潮汐能已有數百年的歷史。然而，儘管潮汐能歷史悠久，它在全球能源佔比中仍屬小眾。

3.地點決定一切！

雖然海洋覆蓋了地球大部分的表面，但並非所有沿海地區都適合發展潮汐發電。這有點像房地產——選址才是關鍵！以傳統的潮差發電（運作方式類似水壩）來說，潮差至少要達 10 英呎才具備發電潛力。

法國蘭斯潮汐發電站 (La Rance) 與韓國始華湖潮汐發電站 (Sihwa Lake) 都擁有理想的潮差條件，是潮汐發電的代表案例。這種發電方式的原理是，在漲潮時將水攔在堤壩後方，待退潮時再讓水流經渦輪，利用水流帶動渦輪產生電力。法國蘭斯潮汐發電站 (La Rance) 是全球最古老的潮汐發電廠，完美展示了潮汐堰壩發電技術，將潮汐的漲落轉換為能源。

始華湖潮汐發電站 (Sihwa Lake) 也採用類似方式，在漲潮時儲水、退潮時釋放，藉此驅動渦輪發電。

加拿大芬迪灣 (Bay of Fundy) 擁有全球最高的潮差（超過 50 英呎，約 15 公尺），具有 7,500 兆瓦的發電潛力，可說是潮汐能的黃金寶地！

4.更環保的潮汐發電——潮汐海流發電

並非所有潮汐發電方式對環境的影響都相同。例如蘭斯潮汐發電站 (La Rance) 與始華湖潮汐發電站 (Sihwa Lake) 採用的潮汐堰壩技術，可能會干擾自然水流，影響海洋生物，特別是魚類的洄游路線。

相較之下，蘇格蘭彭特蘭灣 (Pentland Firth) 的 MeyGen 計畫則使用潮汐海流發電，這種技術無需建造水壩或屏障，而是直接利用潮汐運動產生的水流動能發電。該系統將渦輪安裝在水下的高速潮流區（通常流速為 4-6 節），當水流通過渦輪時，即可轉換為電力。

潮汐海流發電系統是一種對環境較溫和的方式。與需要建造堰壩的潮差發電不同，水下渦輪讓海水能自由流動，僅靠潮流帶動運轉，對生態影響較小。雖然仍有人擔心海洋生物可能會與渦輪相撞，但透過周詳的規劃，例如避開關鍵繁殖區與育幼棲地，就能有效降低風險，讓潮汐海流發電與海洋生態共存。

5.成本難題

潮汐發電面臨的最大障礙之一就是高昂的建設成本。潮汐發電設施需要大筆前期投資，因此它是成本最高的再生能源之一。

以韓國的始華湖潮汐發電站 (Sihwa Lake) 為例，這座全球規模最大的潮汐發電站，在 2011 年的建造成本高達 2.98 億美元。至於法國蘭斯潮汐發電站 (La Rance) 雖然早在 1960 年代完工，但若以今日的物價換算，造價接近 10 億美元。

儘管潮汐發電系統的能源轉換效率可達 80%，但它仍受限於潮汐的間歇性。潮汐發電依賴海水流動，而每個潮汐週期（從乾潮到滿潮，或滿潮到乾潮）約為 6 小時，會導致電力生產出現間歇性停頓。這種特性加上高昂的建設成本，使得潮汐能的規模化發展面臨巨大挑戰。

6.尚未開發的龐大能源

儘管面臨種種挑戰，潮汐能的發展前景依然值得期待。與太陽能或風力發電不同，潮汐能的最大優勢在於完全可預測——我們甚至可以提前數年準確預測潮汐變化。科學家估計，潮汐能每年可產生 1,200 太瓦時的電力，這相當於2022 年全球再生能源總發電量的 14%！

隨著全球邁向更潔淨的能源未來，潮汐能憑藉其穩定性與尚未開發的潛力，或許很快就能成為潔淨能源版圖中的重要一環。

標籤：再生能源 (renewable energy)、潮汐能 (tidal energy)

本文作者：艾倫·黃 (Allen Huang)

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