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【還能怎樣】湛翔智:選擇離岸風能還需要面對什麼問題?

劉珈均
・2014/10/12 ・1553字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 514 ・六年級

當我們問能源問題還「能」怎樣呢?你可能會想到太陽能發電、風力發電等等,但就如同前面廖英凱所說的,臺灣島上的一些好的風力發電地點就那些而已,那那那……有沒有可能把風力發電機建在海上呢?海上風會比較大,也比較不會影響的附近居民?真的有這麼簡單嗎?來聽聽第一線的工程師說有多困難。

船舶暨海洋產業研發中心海洋產業處工程師湛翔智,從工程面切入到底離岸風力發電作為臺灣再生能源的選項會遇到什麼問題。

詳細簡報檔在此:

首先就是只要是利用能源都會遇到的問題:能源需求很集中在城市、工廠,但是像台北市就不太可能蓋電廠,所以要怎麼有效率的發電,然後有效率的輸送到需要能源的地方,是工程師在思考能源問題時很注重的。所以能源從何而來?在風力發電來說,就是哪邊風大往哪邊去囉!湛博士表示其實臺灣風最大的地方不是現在有風力發電機的新竹苗栗等地,而是在臺灣海峽上,因為風在海上跟在陸地上不一樣,不會有很多地形起伏讓風力減弱,而且臺灣海峽就像吸塵器一樣,風速快的咧。

啊,可是用膝蓋想也知道,風力發電蓋在海上會比較貴,建造、維護成本都會比較高,值得嗎?

我們可以參考北海地區國家開發離岸風力發電的評估流程:

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開發前的調查包括要建在哪裡比較好啦、到底這個離岸風電能不能賺錢,以及會不會對沿岸的居民、漁民造成視覺壓迫的問題,這個評估可能會要五年。選定好位址之後,會需要打水下基底,這就是比在陸地上建要困難的地方,底要打的比較深,而且要能夠抗海水拍打,臺灣則還得評估颱風的影響。等到安裝線路也可以把電傳回陸地上(這很重要!),工程師還要忙運維工程,讓風機可以健康的運轉20年以上。

個人覺得最有趣的是,除了我們一般想向會建的風力發電機以外,旁邊還會建個氣象觀測塔喔!以德國FINO1海氣象觀測塔為例,會監測風場實際資訊,包括氣象、海洋、鳥類遷移、海床、水下噪音等數據。

再來就是,風力發電機到底會有多大呢?

可以這麼大。

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第一代離岸風機比較小。葉片越大,能轉換的風能越多,但就代表小風無法推動發電。當一個葉片跟A380的寬度一樣時,該如何搬運葉片以及支撐重達一千多噸的風機?湛博士提到了疲勞分析檢驗、IEC 檢驗標準等等,以及比較各種機座形式的優缺點,以及如何防潮汐、防鏽蝕。至於輸電的電網,是由三條銅線、一條光纖直接從海底電纜傳回來。鋪設電纜的方法很厲害:先理出一條水溝,再把電纜沈下去,再埋起來,這樣就可以避免漁船下錨的時候不小心破壞到電纜。

要成功的離岸風力發電真的很不容易,因為必須考慮如何在海床上固定、海中生物會不會黏上來增加了海流對基座的摩擦力,更不用說海上的天氣其實變化比陸地劇烈,臺灣還有颱風侵襲、西部海岸地質鬆軟等問題。但除了技術上的問題之外,臺灣做離岸風電另一個問題是,臺灣目前還沒有這類海上作業的相關勞工安全規定,所以還有待各單位努力。

最後獻上美美的infographic,瞭解一下北海的離岸風力產業,更多數據可以上官網:http://www.ewea.org/statistics/。

Offshore2013Infographic_EWEA

等等,那臺灣呢?湛博士推薦大家再生能源網,可以查到臺灣規劃中的再生能源建置計畫,也希望大家持續關心臺灣的再生能源議題,讓臺灣可以提高能源自主的比例。


【關於能源多元化系列講座】

能源多元化系列講座是Pansci舉辦的科學聚會,活動的主要形式是找兩位來自能源相關領域的講者,各自在 30 分鐘內與大家分享能源相關知識或相關的想法,並讓所有人對能源議題有興趣或關心台灣能源產業現況的人都能參與討論。本系列活動由PanSci 泛科學、工業技術研究院與經濟部能源局聯合主辦。

感謝10/4 來松菸誠品一起關心能源議題的夥伴,可以找找看有沒有你的倩影:

相關標籤: 能源多元化
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劉珈均
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PanSci 特約記者。大學時期主修新聞,嚮往能上山下海跑採訪,因緣際會接觸科學新聞後就不想離開了。生活總是在熬夜,不是趕稿就是在屋頂看星星,一邊想像是否有外星人也朝著地球方向看過來。


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Omicron 變種病毒從哪來?打疫苗有用嗎?Omicron相關研究彙整

台灣科技媒體中心_96
・2022/01/22 ・2931字 ・閱讀時間約 6 分鐘

國內境外移入已出現變種病毒 Omicron 案例,引發國人擔憂。至去年 12 月中為止,我們僅略知 Omicron 會造成曾染疫者再次染疫的風險增加,不過,初次感染比率卻下降,而 Omicron 病毒的傳播力尚待研究證實。

另一方面,Omicron 變種病毒從去年底爆發全球疫情至今,大家最關注的就是新冠疫苗的保護力是否會因為 Omicron 病毒而失效。科學家在 2021 年底初步用施打疫苗的血清做測試,發現這些血清對 Omicron 病毒的抗體反應有下降;但台灣科技媒體中心綜整至今(2022)年陸續發布尚未同儕審核的預印本研究,發現人體由疫苗或感染病毒獲得的 T 細胞免疫反應,並沒有因為 Omicron 變種病毒而受到太大的影響,表示人體過去打疫苗或受新冠病毒感染後,仍帶有一定程度的保護力。

人們施打疫苗或受新冠病毒感染後,面對Omicron 仍帶有一定程度的保護力。圖/envato elements

「台灣科技媒體中心」彙整 Omicron 相關科學文獻,提供國人參考,增加對最新變種病毒的認識。

Omicron 從哪來?這次變種有什麼特徵?

Omicron 變種病毒在 2021 年 11 月 26 日,由 WHO 正式命名。科學家觀察 Omicron 的序列時發現,它與之前的變種病毒相較,突變位置的數量最多。造成全球大流行的 Beta 和 Delta 病毒,改變棘蛋白功能的突變分別是 10 個和 9 個,而 Omicron 有 36 個,這是引起科學家們擔憂的最主要原因。

研究發現,Omicron 病毒在南非,「再感染」的風險增加,但這並不能說明是因為 Omicron 病毒的傳播力變強。南非流行病模擬暨分析中心(SACEMA)於 12 月 2 日,發表尚未經同儕審核的研究,根據 11 月 1 日至 27 日間的數據指出,南非當地曾經感染新冠病毒者,又再感染 Omicron 病毒的風險較高。推測應是從自然感染新冠病毒獲得的免疫力,對抗 Omicron 的效果下降。該研究提醒,雖然再感染率上升,初次感染比率卻下降,研究無法回答再感染率增加的原因,也無法說明 Omicron 免疫逃脫的程度。

南非國家傳染病研究所(NICD)病毒學家潘妮.摩爾(Penny Moore)認為,南非的新冠疫苗覆蓋率較低,再感染率高,所以關鍵在於感染後的症狀與重症程度。雖然目前 Omicron 在南非案例增加快速,但在英國主要流行的變種病毒還是 Delta,因此很難從案例數字看出 Omicron 的傳播狀況。

(示意圖)圖/envato elements

Omicron 會讓疫苗失效嗎?

目前科學家是依據觀察抗體量,來判斷疫苗的作用,而其中的原理,長庚大學臨床醫學研究所教授顧正崙說明:在對抗致病性微生物的戰爭中,後天免疫系統由 B 細胞產生的抗體與 T 細胞的細胞免疫,組成兩個交叉火網。新冠疫苗可以誘發 B 細胞產生抗體,抗體主要中和病毒預防感染。

Omicron 由於在棘蛋白上有高達 30 個以上的突變,由疫苗誘發中和抗體的能力對 Omicron 的結合能力下降,這點也在大量的體外抗體中和實驗中所證實,解釋為什麼接受過疫苗的人仍會被 Omicron 感染;尤其是 AZ 疫苗這種抗體誘發抗體能力較低的疫苗,幾乎沒有辦法有效預防感染。

國立陽明交通大學微生物及免疫研究所退休教授 黃麗華 也說明,相反的,T 細胞辨識的不是棘蛋白結構,而是呈現在細胞表面上的小片段蛋白質(約 10~24 個胺基酸)。棘蛋白中,約估有數十條小片段可被呈現在細胞表面,可被輔助型及殺手型 T 細胞所辨識。

Omicron 病毒在棘蛋白上雖然有 30 多個突變點,但其中可能影響T細胞功能的分別只有 28% (輔助型 T 細胞)及 14% (毒殺型 T 細胞)而已。換言之,絕大部分因疫苗引發的 T 細胞仍可充分辨識被 Omicron 病毒感染的細胞、並且將之清除。T 細胞反應沒有因 Omicron 病毒而受到太大的影響。(但若未來突變持續增加,呈現在細胞表面上的小片段蛋白質受到更多影響時,T 細胞反應有可能也會隨之降低。)

Omicron 的突變能讓抗體結合力下降,但對T細胞的辨識功能影響不大。圖/envato elements

這樣的研究也解釋了為什麼 Omicron 病毒雖然能造成接受疫苗後的人得到突破性感染,造成感染人數大幅上升,但是由於 T 細胞免疫還是能有效對抗感染,比起未接種疫苗者,這些確診者多為輕症或無症狀。

我應該接種第三劑疫苗嗎?第三劑如何挑選?

中興大學獸醫病理生物學研究所所長吳弘毅 指出,Omicron 會快速流行有許多原因,例如南非疫苗覆蓋率低,各國的防疫措施不同也是影響的重要因素。而判斷 Omicron 影響疫苗效果的關鍵在於,疫苗是何時施打的,因為較早施打疫苗者產生的抗體會逐漸下降。國內病毒專家施信如 則表示,台灣現在的相對優勢是,大多數人最近已施打完第二劑,保護力較高。

但兩人皆認為,提高現階段的保護力,國內最早施打疫苗的第一線人員與高齡老人,可加打第三劑作好保護、提升抗體濃度。另外,較早施打 AZ 疫苗的人,也需要盡快打第三劑。

在第三劑挑選上,施信如說明,AZ 疫苗是利用「腺病毒載體」,免疫系統再次辨認腺病毒時容易消滅疫苗載體,而減低 AZ 疫苗的效果,可能不適合作為第三劑。反過來說,原先打 mRNA 疫苗的,可以第三劑再打 AZ 疫苗,也應該考慮其他種類和品牌的疫苗,包含 Medigen(高端)與 Novavax,蛋白質疫苗也可以是很好的選擇,而不是僅限 AZ、BNT 和莫德納。

國內最早施打疫苗的第一線人員與高齡老人,可加打第三劑作好保護。圖/envato elements

此外她也提醒,疫苗施打策略應該考量全球疫苗的整體覆蓋率,富國可以一直補打第三劑疫苗,但這次 Omicron 疫情來自的非洲,相對之下較沒有量能施打第三劑,應要趕緊提升其他各國(窮國)第二劑疫苗的施打率,並持續關注這些疫苗覆蓋率低的國家的病毒變異。

吳弘毅則表示,以整體來看,未來,我們可能需要如同流行性感冒疫苗一樣,每年固定的月份同時補打新冠疫苗,讓全球的抗體或免疫能力同步。

Omicron 的研究還在進行中

有關 Omicron 的突變對傳播力、各廠牌疫苗的影響,以及感染後的情況,科學證據都還在累積當中。「台灣科技媒體中心」強調,目前應有效評斷最新研究證據的可信度與推論程度,國人不宜在未有足夠證據的狀況下,急於做出對於 Omicron 病毒的評判。

施信如與吳弘毅也表示,從現在 Omicron 有限的資料來看,Omicron 是否會對台灣造成嚴重影響仍未知,必須考量台灣的疫苗覆蓋率、防疫策略以及醫療量能。同時,台灣也須嚴密監測各國 Omicron 的疫情狀況和最新研究,以協助政府進行政策判斷。至於一般民眾則需有心理準備,防疫是長期的工作,勤洗手和戴口罩仍然是最重要的防疫基本方式,如此才能盡量降低接觸病毒的量。

勤洗手和戴口罩仍然是最重要的防疫基本方式。圖/envato elements

台灣科技媒體中心_96
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