我國海洋溫差研發計畫投入分析
賴正義
一、分析背景與目的
太陽是提供地球能源的最主要來源，海洋佔了地球百分之七十以上的面積，是最大的太陽能收集與儲存系統，因此蘊藏著巨量的能源，根據聯合國教科文組織調查（何秀玲，2003），全球海洋能的總量約為7,360萬MW。海洋溫差發電是海洋能應用方式之一，係利用表面溫海水與深層冷海水間的溫度差來發電，Avery與Wu（1994）估計，大約每秒三立方公尺的海水流量可產生1 MW的淨電力，由於海水的量很大，因此具有可觀的發電潛能，其估計海洋溫差發電裝置容量可達1,900萬MW（Wu, 2007），國際能源總署亦估計全球海洋溫差發電度數可達100,000億度/年（IEA,
2006）。溫差發電優點為熱源來自太陽，取之不盡，熱源穩定，可為基載電力，不需燃料，幾無環境污染，除發電外，尚有水產養殖、海水淡化等多重效益。
台灣距離全球最高水溫海域「暖池」相當近，具有開發海洋溫差能的地理優勢。1979年夏威夷大學曾經做了一項調查，其結論為「台灣東部海域」是全世界最適合發展海洋溫差能源的地點（陳永吉，2007）。根據1993年「我國海洋溫差發電全盤規劃」之分析，台灣東部海岸離岸30公里內理論蘊藏量約達30,000 MW（台灣電力公司，2006），以2006年我國發電裝置容量約為45,091 MW來看（經濟部能源局，2007），若能開發成功，對我國電力供應具有顯著的貢獻。國際海洋溫差發電大規模發展起自1973年能源危機，後因經濟效益及各國能源政策仍以掌握「廉價石油」為主，而使海洋溫差發電之發展趨緩（台灣電力公司，2006）。近年來，由於能源、環保、經濟的情勢發生變化，再生能源遂成為世界各國能源發展主軸之一，我國也隨之再度重視海洋能的研發。基於文獻分析為從事研究或政策策略訂定之重要依據，而我國各界尚未曾對此議題做過整理分析，因此本文收集我國歷年來研發計畫及博碩士論文，彙整後分析其研究方向、主辦機關、執行機構、研發經費、研究期程等特性與缺失，並提出改善建議供相關各界參考，期能研擬出我國海洋溫差發電未來發展方向，以加速其開發利用。
由於1970年代能源危機的發生以及美、日等國成功地完成海洋溫差發電先導計畫，我國從1980年代起也展開並陸續完成多項有關海洋溫差的研發計畫。為分析其投入情形，本文研究方法為經由本中心網站之「政府研究資訊系統（GRB）」、國科會網站之「專題研究計畫資料查詢」，以及台電公司、經濟部能源局、工業技術研究院、Google等網站，搜尋我國歷年來至2008年1月31日 止有關海洋溫差之研發計畫，另參考本中心2005年與2006年承辦國科會「科技政策中心能源計畫辦公室」計畫與「能源計畫辦公室擴編計畫」之研究成果，經刪除非以海洋溫差為最主要探討對象之研發計畫後計得25項，並整理如表1所示。
三、資料分析與討論
本文首先分析我國歷年來海洋溫差研發計畫的研究方向，由表1第1欄的計畫名稱可得知，25項研究計畫以環境調查為主，共計9項，其次為利用方式規劃與開發可行性分析，分別為6項與4項，對於電廠設計與技術之探討則有4項，另有2項國際合作專案。以2005年至2008年的4項研發計畫來看，研發經費較多之2項計畫內容仍著重於蘊藏量分析、開發方向評估、高潛能區之評估及利用，此意謂我國海洋溫差研發尚處於調查規劃階段，電廠建造與運轉之相關技術的建立明顯不足，顯然研發的深度與廣度均顯不足。另一方面，由表1亦可發現，台電公司、經濟部能源局（含前身經濟部能源委員會）為我國海洋溫差研發的最主要主辦機關，從1980年至1992年台電公司所主辦的計畫涵蓋了初期的環境資料調查、發電可行性評估及電廠概念設計、環境資料補充調查，至後期的電廠海水管路技術研究，其計畫之規劃與進行較具合理性與關聯性。反觀經濟部能源局於1987年至2006年間所主辦的計畫則重覆進行環境調查、利用方式規劃與開發可行性分析，較欠缺整體性規劃。至於國科會所補助之專題計畫一般係由各個學校提出申請的個人型計畫居多，研究方向當然較為發散，為改進此缺點，國科會目前已逐漸鼓勵學界提出整合型計畫。另一值得注意的現象是，各主辦機關間亦常出現重覆執行同類型的計畫，如探討海洋溫差發電廠址環境調查、海洋溫差多目標利用等議題。
關於我國海洋溫差研發計畫主辦機關與執行機構，表1顯示出主辦機構包含了台電公司、經濟部能源局、行政院農業委員會、經濟部技術處、行政院國家科學委員會、經濟部國營事業委員會等。其中以台電公司主辦8項計畫為最多，執行期間為介於1980年至1992年之間，其次為經濟部能源局的7項，再次為經濟技術處的4項。若以部會別來看，由於經濟部為國內能源業務主管機關，經濟部暨所屬機關遂成為最主要之主辦部會，共執行了21項計畫，占百分之八十強，其他部會則僅有農委會及國科會各執行2項，此外，海洋溫差也尚未成為跨部會研發議題。另一方面，我國海洋溫差研發計畫執行機構是以國內的學術與研究機構為主，6所大專院校合計執行了11項計畫，其次為財團法人機構，共計執行8項計畫，兩者中又分別以台灣大學海洋研究所與及工研院能源與環境研究所（含前身工研院能源與資源研究所）為主幹，台灣大學海洋研究所執行6項計畫，不過均在1995年前，後期則以工研院能源與環境研究所為主，執行了7項計畫。台電公司則扮演委辦機關與執行機構之雙重角色，於1992年前亦執行過3項計畫，至於民間機構則僅執行1項計畫，此說明了我國歷年來海洋溫差研發集中於少數產學研機構，而未能善用各界豐富的研發資源，或藉此建立及提升民間研發機構的研發能力。在國外機構方面，則有3家美國機構參與其中部分計畫，而未納入日本、印度等其他海洋溫差研發重要國家，在1993年之後則未再有國外機構參與國內計畫。
在經費投入方面，除台灣東部海洋溫差發電多目標利用計畫（MPOP）與中華民國海洋溫差發電全盤計畫（MOPR）2項計畫之經費未知外，其餘23項研發計畫中單項計畫經費高於1,000萬元者只有3項，1,000至500萬元者有8項，500至100萬元有8項， 100萬元以下者有5項。若以國科會將科技計畫經費1,000萬元以上者視為大型計畫來看，我國的海洋溫差計畫以屬中型計畫為多，其主辦機關皆為經濟部暨所屬機關，100萬元以下的計畫則主要來自國科會與農委會。至於每年投入的經費，除1983年、1992年、1995年外，每年均低於1,000萬元，以2006年度國科會與經濟部推動科技活動之經費分別為407.5億元與254.7億元來看（國家實驗研究院，2007），其所占比率相當低，顯見我國海洋溫差研發尚未受到政府重視。尤其值得注意的是，主管最多科研經費的國科會所支持的2項計畫，其經費合計僅為67.5萬元，甚至低於農委會所投入的2項研發經費149萬。此外，由表1中亦可發現，從1981年起，每年一般均會投入研發經費，1992年之經費達到最高點。隨著能源危機的解除，海洋溫差發電經濟效益仍相對不足情境下，1996年之後海洋溫差相關研究開始呈現減緩、停頓現象，從1998年至2004年幾乎不再投入研發經費，直至2005年才又開始逐漸恢復。
最後利用表1來分析每項計畫的執行期程，從1981年至2008年28年間共執行25項計畫，平均每年少於1項，且除台灣東部海洋溫差發電多目標利用計畫（MPOP）、中華民國海洋溫差發電全盤計畫（MOPR）2項執行期程未知外，一年內計畫計19項，二年內計畫計項3項，大於二年僅1項，無三年期計畫。此說明了我國海洋溫差研發計畫多屬短期型研究，加上每年每項計畫投入經費不多下，很難規劃出長期整合型研究，並與國際重要研發機構進行合作計畫，補足國內研發不足之處，藉以快速提升國內研發能力。另一方面，如表2所示，以5年為一期來評比，可知1980年代為我國海洋溫差研發成長期，1990年代前期為研發蓬勃期，1990年代後期為衰退期，2000年代前期為休止期，2000年代後期為恢復期。此發展趨勢與上節分析所得之經費投入發展趨勢相同，也與美、日等國發展趨勢大致相符。
四、結語與建議
總結上述分析結果為，我國投入海洋溫差研發雖與美、日等國一樣已近三十年，研究經費投入逾億，但產官學研界之結合不足，研發的深度與廣度明顯不足，研發內容至今仍以調查規劃為主，電廠建造、運轉、維護之相關技術的建立則尚無具體的進展。經濟部能源局為全國能源業務主管單位，台電公司為全國最大發輸配電公司，兩者雖為我國歷年來海洋溫差研發計畫最主要主辦機關，但至今仍抱持觀望心態，研發計畫的規劃欠缺長期、前瞻、整體性考量，各項計畫執行期程以一年期居多，且無後續承接計畫，致使各項計畫多無延續性，而各主辦機關間亦常出現重覆執行同類型計畫的現象。此外，研發經費投入不足，基本上，我國海洋溫差研發計畫每年投入的經費低於1,000萬元，在政府每年800多億的科技經費中所占比例相當低。另一方面，研發計畫執行機構涵蓋面過窄，集中於國內少數大專院校及財團法人研究機構，民營機構參與者寥寥無幾，未能善用各界豐富的研發資源，或藉此建立及提升民間研機構的研發能力。且少與國際重要研發機構進行合作計畫，補足國內研發不足之處，藉以快速提升國內研發能力。
鑑於前述缺失，本文建議，海洋溫差發電從研發至商業化運轉需長期投入大量資源，由於我國海洋溫差利用發展目前尚處於初期階段，並無具經濟誘因之市場，民間投資意願不高，因此，現階段仍須先由政府投入研發資源，再藉由技術、產業的建立，以吸引更多民間機構的參與。我國能源相關之主管機關甚多，目前雖已有多個跨部會整合協調平台，惟往往各自推動部分能源相關工作，彼此間並無互動協調機制，致未能交流意見而常有牴觸之處（賴正義，2007）。因此，首要之務為建立整合機制，以改善各部會間橫向交流之不足，以及強化各部會內部縱向發展之規劃。本文建議，可強化目前已運作多時之行政院能源政策及科技發展指導小組的功能，積極綜整國內產官學研界意見，規劃運用上、中、下游之研發資源，推動長期性整合型計畫，並納入更多元的學術與研究機構參與研發計畫，以提升綜效。例如，2003年成立的國家實驗研究院係整合原隸屬於國科會之國家實驗室而成，其所屬之海洋科技研究中心、國家地震工程研究中心、國家太空中心、儀器科技研究中心、國家高速網路與計算中心、颱風洪水研究中心、科技政策研究與資訊中心等具有從事海洋溫差研發所需之專業人才與設備，應可成為我國海洋溫差研發團隊的重要成員之一。此外，宜參照我國以往辦理國際海洋溫差協會（IOA）的經驗，尋求國際合作，方能快速地提升國內的研發能力。
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