在后疫情时代，全球经济开始复苏，令能源需求大增。为追求碳中和的目标，世界各国大幅限制石化能源生产，但转换绿能的配套措施却未能跟得上，再加上俄乌战争使石油与天然气供应下跌，引发能源市场严重供需失衡的窘况，凸显出从石化能源转向可再生能源的挑战。目前太阳能与风力发电都均存有间歇性、不稳定的问题，因此发电预测性高、设备发展具多样性的潮汐能（Tidal Power）发电方案，未来将被看高一线。

绿能转型无法追上能源需求

   瑞信亚太区财富管理部大中华区副主席陶冬指出，全球能源危机已迫在眉睫，主要肇因是全球大部分国家都希望能用太阳能、风力发电来取代煤炭、核能发电，可是转型绿色能源的配套措施却没有准备好。

   以德国为例，国内已关闭多数的核电厂与燃煤发电厂，惟风力发电却未能及时补上能源缺口，于是迫不得已要增加天然气发电。俄乌战争爆发后，“北溪2号”输气管随之而停摆，德国政府唯有“临急抱佛脚”，宣布会尽快增建液化天然气的接收站，又会让即将关闭的燃煤发电厂在紧急情况下处于待命状态。

   如此情况下，有人建议重投石化能源、甚或核能发电的怀抱，以解燃眉之急；亦有些人认为坚守洁净能源才是永续发展之道，当务之急是要寻找更可靠、更稳定的绿能发电技术。相比起风能和太阳能，潮汐能发电较为容易预测发电量，而且地月之间的引力作用，让全球海水积蓄了非常庞大的潮汐能量，故此成为下一个值得关注的可再生能源方案。

潮汐能获捧为绿色能源新星

   潮汐能以每天潮涨潮落所造成的海面起伏作为动能，推动涡轮发电机产生动力来发电。目前潮汐能设备主要分为两大类别：“潮汐堰坝”（Tidal Barrage）、以及“潮汐流发电机”（Tidal Stream Generator）。前者本质上是大型水坝，在潮水进入的地方筑起堤堰，涨潮时将海水引入蓄水池，驱动涡轮机发电，退潮时再将储存起来的海水放回大海，带动涡轮机再发电。

   潮汐堰坝方案需要建设水闸和水坝，造价非常高昂，但因设备主体都是由混凝土建成，所以使用寿命相当长。最大问题反而是兴建选址有极大局限性，要找到具有足够高的潮差和流速的潮汐河口，殊不容易；另外，堰坝对海流的阻拦作用，也有可能为海岸生态带来负面影响。

潮汐堰坝本质上是横跨潮汐河口全宽的水坝，利用海水潮汐高低差的位能来发电。图中为始华湖潮汐堰坝的卫星图片。（图片来源：维基百科）

   1994年，韩国政府在京畿道安山市沿岸筑建了一条长12.7公里的堤堰，以组建淡水湖供水给当地居民。不过，因邻近工业区排放废水，使这个湖遭受严重污染，于是政府决定“将错就错”，把它改建成潮汐堰坝发电站。这样既有助发展绿能产业，又可透过大规模的海水流通来改善湖水水质。

韩建全球最大潮汐堰发电站

   2011年，这座全球最大的潮汐堰坝发电站——始华湖潮汐电厂正式启动，总装置容量达254百万瓦（MW），全年可产出552吉瓦时（GWh，即百万度）电量；同时，每年又可以为韩国减少1,000亿韩圆的石油进口，并降低32万吨碳排放。

始华湖潮汐电厂装备有10台潮汐能发电机，总发电容量达到254百万瓦，是目前全球规模最大的潮汐堰坝发电站。（图片来源：维基百科）

   始华湖潮汐电厂开始运营后，在涨潮与落潮过程中，海水不断进出始华湖，让经过处理的湖水得以与外界流通，使水质逐渐获得改善。根据韩国环境部的资料，2018年始华湖的化学需氧量已从17.4ppm下降至2.83ppm。

   国际再生能源机构（IRENA）评估，此项目耗资约2.98亿美元（约23.24亿港元）。若果将建造成本与装置容量相乘，建设成本为每千瓦时117美元（约912.6港元），发电成本更低至2美分（约0.16港元）。踏入2022年，始华湖潮汐电厂将进一步开发周边绿能设施，包括兴建风力发电站、太阳光电设施等，目标是将全年发电量提高至680GWh，为邻近产业园区供电。

始华湖潮汐发电厂是韩国发展潮汐能的重要里程碑。随后韩国政府在西海岸的加露林湾与仁川湾兴建2座规模更大的潮汐能发电厂，装置容量分别为480百万瓦与1,000百万瓦。（图片来源：维基百科）

潮汐流发电机漂浮苏格兰海

   至于潮汐流发电机，就是透过锚定在海底的浮动设备，在潮差大、水流强的地方捕捉潮起潮落的海流，推动涡轮机发电，类似于风力涡轮机利用流动空气的发电方式。相较于潮汐堰坝，它不用仰赖大型基础设施，建造成本比较低廉，兼且对生态环境影响较低，地理局限性也较少，所以受到愈来愈多国家欢迎。

   以苏格兰为例，当地政府便非常重视海洋能源的发展，2019年启动Saltire潮汐能挑战基金会（Saltire Tidal Energy Challenge Fund），支持商业化潮汐能发电计划。该基金其中一个资助项目，正是全球最大、装置容量达2百万瓦的潮汐流发电机“O2 turbine”。

O2 turbine可潜入海平面60呎以下的位置，透过可360度旋转的叶片，迎合不同方向的潮汐海流，驱动水轮机发电。（图片来源：Orbital Marine Power官网）

   2019年，苏格兰潮汐能公司Orbital Marine Power开始着手制造O2 turbine。这座外形有如船舰的潮汐能设备，主体长度达74公尺，配备两组1百万瓦的涡轮发电机。其运作方式与潮汐堰坝截然不同，这座设备将会锚泊在潮汐波动大的海域或河流中，透过机底下的涡轮机旋转发电。

O2 turbine主体机身长度为74公尺，左右两侧各设一组水轮发电机。（图片来源：Orbital Marine Power官网）

O2 turbine两组水轮发电机各搭载长达10公尺长的巨型叶片。（图片来源：Orbital Marine Power官网）

   2021年４月，Orbital成功将O2 turbine拖往苏格兰北方奥克尼群岛（Orkney）海域展开调整测试。该处海域风急浪高，是一个测试潮汐能的理想地点。同年7月，O2 turbine透过海底电缆连接到岸上电网，为2,000户英国家庭供应电力，每年可抵消约2,200吨碳排放，预计可在大海里持续运作达15年；日后更会供电给欧洲海洋能源中心（EMEC）的氢能设施，展示绿能制氢的效果。

O2 turbine现正在苏格兰奥克尼群岛海域中运作，预计可连续操作达15年之久。（图片来源：Orbital Marine Power官网）

日本离岛部署潮汐发电设备

   另一个积极投入潮汐能发电的国家是日本。2021年，九州电力旗下的九电未来能源公司在长崎县五岛列岛之间的奈留濑户启动日本首个潮汐能发电项目，成功驱动输出功率达500千瓦的发电机，产出可供360户日本家庭使用1个月的电量。该公司下一步会尝试把发电机输出功率扩大至1,000千瓦以上的规模。

九电未来能源已在长崎县海域启动潮汐能发电的试验性设备。这是安装在海底，由螺旋桨、水轮机与底座合组而成的发电装置。（图片来源：九电未来能源）

   九电未来能源之所以推动潮汐能发电，背后原因是要降低日本离岛的发电成本。日本总共有6,847个离岛，大部分都难以从日本本土铺设海底输电缆，只能依靠柴油发电机在岛上供电。根据日本经济産业省的资料，2020年柴油发电成本为每千瓦时30至50日元（约2.02至3.37港元），远高于煤炭发电成本（每千瓦时13日元，约0.88港元）。更有甚者，有些地方已出现发电成本高于电费的“倒亏”情况。

   该公司未有披露其潮汐能发电成本，外界估计如果可以在离岛海域大规模部署潮汐能设备，成本将低于柴油发电，这样便能以较低成本方式供电给离岛居民。参照欧盟委员会提出的目标，到2030年潮汐能发电成本有望下降到每千瓦时0.1欧元（约0.86港元）。

政府补贴有助潮汐发电普及

   然而，建造与维护大规模的潮汐能设备需要一定成本，项目盈利能力亦存有不确定性，让不少企业不敢贸然进入市场。九电未来能源指出，假如政府不为潮汐能设立上网电价补贴（Feed-In Tariff）机制，就难以加速推进这种可再生能源的普及应用。

   在此补贴机制下，政府与绿能发电公司签订一份长期合约，期间发电者向公共电网输送电力，除可向用户征收电费外，还可以额外获得政府的若干补贴。1991年，德国为风力发电引入上网电价补贴机制，提供相当于用户电费90%的补贴给风电公司，刺激当地风能产业蓬勃发展，让德国变成风电大国。

   在海洋能源开发领域上，现时仍以离岸风电为主。欧洲风能协会（WindEurope）的资料显示，2020年欧洲风能装置量已达到14.7吉瓦（GW，即100万千瓦）。根据欧洲海洋能源组织（Ocean Energy Europe）的资料，同年欧洲潮汐能装置量只有260千瓦（KW），波浪能更低至200千瓦。不过，欧盟已订立目标，到2050年潮汐能与波浪能的总装置量要提高至4,000万千瓦。

   随着离岸风电装置量愈来愈多，适合兴建浅海风电厂的选址就会愈见稀少，加上潮汐流发电机的投资金额比海上风力发电站为低，预计潮汐能发电在不久将来可望有出头的机会。

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