能源新導向 海大產學合作發威

(台北內科週報第601期/2023年10月23日-2023年10月29日)

【ESG促進平台】海大積極回應國家能源發展政策,致力於再生能源研發,並持續完善國內海洋能源產業相關技術及培育產業發展所需人才,也與去年8月成立的台灣海洋能發展協會也合作密切,期望協助台灣加速發展海洋能、推動能源轉型,落實2050淨零轉型目標。

在2023台灣國際智慧能源週,海大展現全速推進淨零排放浪潮,於K區0807攤位與產學合作的富連海能源科技公司、台灣明耐洋流發電設備公司、源達機電科技公司、聯達行公司以及台灣海洋能發展協會等展現新能源創新技術,以「海洋資源、能源無限」為主軸,為台灣能源自主提供專業解方。

富連海能源科技公司做為國內波浪能發電的先行者,主要展出的技術為海陸兩用多軸式波浪能怪手,利用多軸式設計,可以擷取波浪的多向性能量,且浮筒直接連結直驅發電機,隨波擺動發電,響應快速,能量轉換率高,並可搭配各類平台或載具靈活配置,適應各種環境,且置於岸邊還能降低海浪對海岸線的侵蝕。

▲結合產學合作資源,海大全速推進淨零排放浪潮,為台灣能源自主提供專業解方(照片係台灣海洋大學提供)。

另在台灣擁有多年海事經驗的聯達行公司,展出子公司-以科國際海洋能源(I-KE International Ocean Energy)獨有的波浪能發電技術,採用點吸收器浮動裝置單元,可安裝在現有的海洋平臺結構上,具有防颱、防蝕、結構易調整、環境友善及維護簡易等特性。而源達機電則展示無源自變距、雙向海洋能高效捕獲的潮流發電機組,能夠解決孤立島嶼及海上平臺等中大型設備的用電問題。此外,台灣明耐洋流也展示他們最新的技術發展與設備。

此次,海大老師展出則包含:海洋工程科技中心展出離岸風電與海洋能源關鍵技術開發與應用,透過國產5G O-RAN設備組成 5G專網環境,並規劃佈設感測儀器,結合海大岸上型風機與海大海洋能測試場,以海洋大數據收集為應用目的,收集海面風流、波浪流、洋流等大氣環境資訊,以及以加速度器偵測離岸風電設備之震動數據,經過岸基風電站、海上工作船、陸上與海上變電站等4種場域安裝驗證海洋5G O-RAN應用實績,未來可延伸兩種以上應用情境,包含海上郵輪內部專網覆蓋與海上航運貨櫃與冷凍櫃AIoT裝置無線傳輸。

▲海大與金屬工業研究發展中心及國家原子能科技研究院,產學合作研發風電儲能技術(照片係台灣海洋大學提供)。

機械系周昭昌教授也提出再生能源發電不穩定的解方,海大與金屬工業研究發展中心及國家原子能科技研究院產學研合作,共同研發「風光創能結合不同電池儲能之測試案場-風況與儲能之無線數據擷取與監視系統」,已建立東北角首座風力發電結合液流電池技術之驗證場域,期望未來能夠協助離岸風電上下游業者掌握更多的發展趨勢與契機。

日前獲得台灣創新技術博覽會發明銅牌獎的造船系柯永澤名譽教授之研發技術「擋浪船」,能為離岸風力發電建置工程開發1種有效延長可施工的天數;機械系溫博浚副教授的「無人機救災之影像感測與分析實務人才培訓班」,可以培養出風力發電巡檢、救災巡檢等專才,且產業應用範圍非常廣;光電系李弘彬教授技術「離岸風機水下結構物防蝕系統模擬與實証試驗」,可保護離岸風電水下基礎,預防各種海洋腐蝕現象的發生;河工系臧效義教授研發的技術「海域波浪特性分析」,提供海域各波浪週期條件的發生機率與海域各波浪週期條件的累積波能,可做為波能轉換器(WEC)測試的前期設計參考;機械系林鎮洲教授研發的技術「具優化氣室幾何造型之L形振盪水柱式波浪能轉換器」,可提昇其能量捕獲效率,預期能降低波浪能發電成本。


國際能源論壇 名家齊聚一堂

(台北內科週報第599期/2023年10月9日-2023年10月15日)

【ESG促進平台】台灣海洋大學一向「以海洋為主體,不以海洋為限」,日前更舉辦「國際能源論壇暨第45屆海洋工程研討會」,共有400人報名參加,並邀挪威斯塔萬格大學Ong教授、台灣大學馬開東教授、台灣海洋大學張國安榮譽講座教授與翁文凱教授、美國密西根大學左磊教授、波蘭科學院Sulisz教授、工研院綠能環境研究所許文陽經理,以及美國德州農工大學張廣安教授、德拉瓦大學徐天健教授、印度理工學院Sahoo教授等分享科技研究成果,實為機會難得!

▲海大與印度理工學院簽訂合作備忘錄,強化雙邊合作與交流;左係海大許泰文校長,右係印度理工學院代表(照片係台灣海洋大學提供)。

此次研討活動,除一般性國科會成果發表、論文發表及海報競賽外,也擴大舉辦涵蓋離岸風電、海洋能、洋流能及溫差能等,能源利用與發展相關議題,並邀請國外單位一起分享最新研究成果與國際發展趨勢,共同為國家能源政策走向與科技發展帶來不同思維與突破契機。

前後兩天,共舉行5場專題演講與10場國際能源論壇,涵蓋5大主題、20個場次、總計155篇論文發表;討論議程包括海洋能與離岸風電、水動力波潮流與漂沙、海洋與海洋規劃管理、港灣與海域工程,以及氣候變遷對台灣海洋環境與工程衝擊,是國內最大型能源與海洋工程研討會。

▲國際能源論壇暨第45屆海洋工程研討會,日前在海大盛大展開(照片係台灣海洋大學提供)。

最引人注目的是,在浮式離岸風電研發應用方面,包含挪威斯塔萬格大學Ong教授、台灣大學馬開東教授、台灣海洋大學張國安榮譽講座教授的成果分享;在波浪發電方面,美國密西根大學左磊教授、波蘭科學院Sulisz教授、台灣海洋大學翁文凱教授、工研院綠能環境研究所許文陽經理等創新成果發表;院士劉立方教授、德州農工大學張廣安教授、美國德拉瓦大學徐天健教授、印度理工學院Sahoo教授等,更在波浪新理論等方面展現最新進展。

會中,海大也與印度理工學院簽訂合作備忘錄,強化雙邊合作與交流,同時頒發112年度海洋工程傑出貢獻獎,給大仁科技大學前校長歐善惠教授,以及112年度海洋工程技術獎,給予宏華營造公司陳宗邦總經理,感謝他們在海洋工程領域研究與技術發展之貢獻。

▲許泰文校長(左)代表頒發112年度海洋工程傑出貢獻獎,給予歐善惠教授(照片係台灣海洋大學提供)。

台英再生能源 強化夥伴關係

(台北內科週報第597期/2023年9月25日-2023年10月1日)

【ESG促進平台】針對再生能源發展,第18屆台英再生能源交流會議9月22日於台北國際會議中心舉行,這次會議以實體形式進行,吸引逾150位政府與產業界專業人士參加,共有17家企業與機構就浮式風電、離岸風電運維、氫能、碳捕存及智慧電網等議題進行交流,以及見證台英雙方於電網之合作,進一步強化夥伴關係。

在浮式風電發展部分,台方就浮式風電政策、港口需求及浮式風電技術發展等面向進行分享;英方則針對錨定技術、港口基礎建設與供應鏈進行說明。此外,台英雙方亦就離岸風電運維現況與趨勢進行經驗交流,包含我國離岸風場的運維、海上生態監測,以及英國電纜安裝和監測整合服務、臨時電力租賃、固定式水下基礎和海洋碳中和等。

前瞻能源發展方面,雙方分別分享了氫能燃料電池系統的最新發展以及綠氫市場所面臨的挑戰。就智慧電網議題,臺方介紹了目前採取的再生能源併網措施,英方講者則分享如何通過電網的即時慣性測量,更安全、更快速地實現淨零排放。此外,臺方也針對碳捕集與封存之現況與展望進行說明,展現臺灣積極推動前瞻能源發展的決心。

▲在「第18屆台英再生能源交流會議」會後,經濟部陳怡鈴主任秘書(右3)、經濟部能源局游振偉局長 (右2)、英國對台貿易特使、上議院副議長福克納勳爵(左4)、英國在台辦事處貿易與投資署艾芬霓署長 (左3)及雙方政府代表合影(照片係經濟部提供)。

現場台電由吳進忠副總經理代表與會,與去年底開始合作的RTL公司代表-亞太區業務執行董事David Sterling一同分享合作心得。台電指出,RTL是國際知名的電網韌性科技公司,於2010年成立,專注電網慣量量測及大數據演算分析,曾獲2022彭博新能源財經先鋒( Bloomberg New Energy Finance Pioneers)肯定,評為值得關注的氣候科技新創。其合作對象除台電,更涵括英國國家電力公司、日本東京電力公司等知名電業,台電自去年12月起與其跨國合作「台灣電力系統慣量量測服務」。

台電指出,我國與英國、日本皆屬海島型獨立電網,電網營運全得靠自己,無法如歐洲跨國電力支援,而當綠能佔比持續提高,間歇發電特性也對系統運轉產生新挑戰,台電既有會從發電機組推估當下的系統應變能力(慣量),作為電力調度策略參考,如今進一步與英國RTL合作電網慣量即時量測,涵蓋範圍擴及用電端,大幅提高掌握精準度,有助評估與因應各種電力狀況,除可增加系統的再生能源容納能力,還能進一步減少停電機率,如遇突發停電事故,亦可降低影響範圍與時間。

透過台英合作,台電表示,目前已在北中南共10處場域處佈建即時頻率變化率測量系統,後續將結合預計明年上線的台電宜蘭冬山60MW(百萬瓦)儲能案場,以即時信號導入電網,取得電力系統即時慣量,作為實際調度的重要參考數據。


海大科研 盤查水文水力獲獎

(台北內科週報第596期/2023年9月18日-2023年9月24日)

【ESG促進平台】由台灣地理資訊學會所設置的金圖獎,其目的在表彰地理資訊領域的創新技術,也是各政府機關與企業廠商高度重視的榮譽。

台灣海洋大學地理資訊系統研究中心,接受台灣電力公司電源開發處委託開發的「和平溪、南澳溪及花蓮溪流域水文與水力蘊藏量分析整合資訊平台」,整合台電水文觀測資料庫與水利署與中央氣象局的觀測資料,針對台灣東部地區分析水力發電蘊藏量,並可評估單位發電成本、即時警示雨量及淺層崩塌,而榮獲第19屆金圖獎-應用系統獎。

▲李光敦特聘教授(右)代表地理資訊系統研究中心,於海大行政會議接受許泰文校長公開表揚(照片係台灣海洋大學提供)。

身兼海大地理資訊系統研究中心主任的河海工程學系李光敦特聘教授表示,期望透過綠色能源發展提高能源自給率,降低對進口石化能源的依賴,並減少碳排放量,協助緩解全球氣候變遷問題。

這次海大地理資訊系統研究中心能榮獲應用系統獎的殊榮,主要由於「水文與水力蘊藏量分析整合資訊平台」為全流域的水力蘊藏量分析作業系統,且相關分析成果能與即時水文紀錄整合運用、透過網路即時發布,並以數位孿生技術概念,建立數位集水區(digital watershed),能夠即時雨量示警、水力發電量評估,以及即時淺層崩塌示警。不僅分析水力發電規劃所需之雨量、流量、水位等各種水文數據,以瞭解水力發電的潛能,並推估可能面臨的風險,將有助於台電管控所屬水力發電相關工程的安全施作,維護產業永續發展。

▲海大地理資訊系統研究中心研究團隊,獲獎後合影(照片係台灣海洋大學提供)。

李光敦教授補充著說,台灣地理位置特殊,山區坡度陡峭且雨量豐沛,水力發電蘊藏量相當充足,目前開發囿於環境生態保育、土地使用規劃等問題,受到許多限制。而此資訊系統平台,在分析過程即已納入生態保育相關資訊,包括自然保護區、野生動物保護區與重要棲息環境等圖層,以及特殊限制開發區域,遠離危險且不適合開發的區域。今後,他期望同時結合其他再生能源發展,使我國2025年再生能源發電量所佔比例可達20%的目標,以邁向永續發展。

海大地理資訊系統研究中心研究團隊,長期受到政府單位委託,開發出多套實用的水利、災防相關系統,並協助規劃水利工程建設、災害管理措施,從源頭降低災害威脅。研究團隊也與俄國、印度、中國及泰國合作建置防洪預警系統,且利用李光敦教授與美國伊利諾大學顏本琦教授共同研究、發展出來的「運動波─地貌瞬時單位歷線模式(KW-GIUH)」,於無紀錄地區進行防洪工程規劃與即時洪水預報,將災害所造成的影響與損失減至最低。


海大藍海講座 引領學子築夢

(台北內科週報第568期/2023年3月2日-2023年3月12日)

【逐夢築夢】年輕人的未來,從這幾年的趨勢發展已可看得出來,無可不認的是,在和淨零排放有關的事務上,以台灣而言,綠電又展於很重要的地位。最近,台灣海洋大學舉辦「藍海講座」,邀請國科會國家實驗研究院林法正院長蒞校專題演講:「以智慧電網達成綠能高滲透率」,分享我國能源政策與能源轉型執行策略,引起學子莫大興趣和關注。對於如何提高再生能源占比,並發展智慧電網、儲能及氫能等前瞻科技技術,以達到穩定供電,邁向台灣2050淨零排放的目標,講解得很詳盡。

海大許泰文校長表示,林法正院長現任中央大學電機系講座教授、台灣電力公司常務董事,並曾任國科會電力學門召集人、能源國家型科技計畫第1期智慧電網主軸計畫召集人,以及第2期智慧電網主軸中心召集人、台灣智慧型電網產業協會理事長等要職;林院長在國家智慧電網貢獻卓著,在學術表現也非常傑出,希望同學可以從講座中學到講者的實務經驗與如何克服困難。

▲林法正院長分享「我國能源政策及能源轉型執行策略」情景(照片係台灣海洋大學提供)。

當天的主要演講內容如下:

一、綠能高滲透率,為國家既定之能源政策,2050淨零排放目標再生能源占比要達到60~70%,同時,產業亦因國際再生能源倡議RE100(Renewable Energy 100)大幅增加綠能需求,加入企業必須公開承諾在2020至2050年間達成100%使用綠電。但綠電通常為分散式配置,且具有間歇性特性,除了再生能源發電量的提升,電力品質與供電穩定度也是一大挑戰。

▲海大舉辦「藍海講座」,邀請國研院林法正院長分享國家能源永續發展策略(照片係台灣海洋大學提供)。

二、為克服綠能高滲透率造成的問題,需要許多智慧電網的前瞻技術,如智慧調度、儲能、彈性交流輸電系統(FACTS)、微電網、電網數位化、再生能源預測、資源整合強化等,以提升電力系統運轉效率、供電品質及電網可靠度,且必須要大量佈建。未來在智慧電網整體規劃方案中所需的相關商品與技術,本土廠商的技術水平及商品規格是否有足夠的國際競爭力,國內也必須要有足夠的研發人才來協助廠商完成相關技術的研發,是相當大的人才缺口,也鼓勵海大具有電力系統、電力電子、再生能源以及儲能等專業背景的學生投入。

三、台灣與世界能源發展趨勢係《增氣、減煤、展綠、減核》同步,太陽光電、離岸風電、智慧電網、儲能及氫能產業都有很好的發展性,台電未來也會需要很多管理能源系統的人才,期能透過學界與研究單位技術團隊協助開發所需要前瞻技術,並培育專業研發人才,以達到國家能源政策的永續發展。


產學研聯手 化解風電面對挑戰

(台北內科週報第559期/2022年12月22日-2022年12月28日)

【產學研連線】風機設備運能表現的關鍵,就在水下,如何克服風電設施移入台灣所需面對的高濕、高鹽、高溫、高風切的環境特色,再加上風機暴露於海水環境中,須面對腐蝕、附著物等挑戰?這答案,已由台灣海洋大學與工研院及玉豐海洋科儀公司的產學研聯手提出了。

台灣海洋大學長期積極回應國家能源發展政策,妥善維持離岸風電能源機具效能,推動永續發展不遺餘力,更由海大許泰文校長於12月21日代表,與工研院材料與化工研究所李宗銘所長、玉豐海洋科儀公司張乃仁總經理,攜手簽訂台灣離岸風電運維產學研合作意向書。

這份意向書的目標,在於透過落實產學研3方合作,在專業技術與設備的導入下,促使環保能源產運效能最大化,進而引領國內風電運轉維護產業獨立自主化。許泰文校長表示,雖風電在歐洲已有長足發展,但是風電設施移植台灣時,需適應高濕、高鹽、高溫、高風切的環境特色,加上風機暴露於海水環境中,須面對腐蝕、附著物等挑戰。為提供穩定的風力電能,高效的運轉維護措施尤其重要。

▲海大許泰文校長(站立者)指出,台灣高濕高鹽高溫高風切的環境下,更應注重風電系統高效運維(照片係台灣海洋大學提供)。

許校長更指出,這次合作意向書簽訂,共針對防蝕風險數據管理、海洋附生物監測調查、海床與支撐結構電纜監測、安全評估系統建置分析、陰極保護與塗裝品質檢測等防蝕系統人才培訓5個項目,建立合作平台。透過玉豐海科提供技師運用尖端ROV(Remotely Operated Vehicle,水下無人載具/水下機器人)技術採集數據,工研院以深厚的化材處理經驗支援,經過海大監測資料的管理與研究成果,他期待除了延長電力供給設備壽命外,更要使台灣電業具備自主能力,達成產業的在地化與關聯化,實踐永續經營願景。

歷年來,台灣海洋大學持續提升本土海洋產業之創新,如風機基礎液化監測、動力分析與防護工法、地形變遷、友善空間規劃與生態復育及風機運維新技術開發與應用。海洋大學光電與材料系李弘彬教授亦研究離岸風機的防腐蝕塗料於海洋環境下劣化,及受海生物附著影響之情形,是維運離岸風電的重要參考。

▲海大攜手產研合作,期待引領國內風電運維產業獨立自主化(照片係台灣海洋大學提供)。

此次合作對象之1的工研院,擘畫「2030技術發展策略與藍圖」,聚焦提升再生能源效率,投入新能源技術開發,以綠能帶動科技創新研發,創造經濟成長動能。而另1合作對象玉豐海科,可說是唯一的離岸海事工程供應商,更是亞洲唯一的ROV軟體、硬體、韌體開發商。其所開發的ROV技術,具高自有技術率和操作人員持證率,是風電維運的一大利器。

由於風機暴露於海水環境中,面對腐蝕、附著物等挑戰,如何使風電系統高效運維尤其重要,許泰文校長指出,由玉豐海科提供技師運用尖端ROV技術採集數據,工研院以深厚的化材處理經驗支援,經過海大監測資料的管理與研究成果,能為電力供給設備延長壽命指引方向,使台灣電業具備自主能力,達成產業的在地化與關聯化。

另方面,李宗銘所長積極看待合作願景,他表示,「一個人走的快,一群人走得遠」;經由合作,有效依據台灣環境轉換所需參數,不只創造低碳排社會,更為新產業鏈帶來商機。而玉豐海科張乃仁總經理則感謝海大領軍,是為海洋能源產業完成好幾片拼圖,他更表示,未來20年風機設備運能表現的關鍵就在水下,邀集海大優秀學子一同投入水下技術產業。