深層海水資源在產業上的利用
深層海水所含有的資源有低溫、水(海水、淡水)、營養鹽、礦物質、金屬元素及冷能,在產業的利用上大多配合其低溫、潔淨、礦物質均衡及富營養之特性進行利用。深層海水之原水可配合潔淨、富營養、低溫進行冷水性魚貝類、大型海藻養殖,利用逆滲透(reverse osmosis, RO)、電透析(electro dialysis, ED)、減壓濃縮技術製造出純水、濃鹽水、高礦物質水鹵水及鹽後更可多面向應用於食品添加、飲料、藥物美妝…等產業。國內產業主要利用上述五種原料水,至目前為止已完成開發飲用水、精鹽、酒類、運動飲料、高礦物質水、化妝品、食品調味料..等產品。
分水技術
深層海水汲取後,經由分水設備可將深層海水分為原水、礦物質水、濃鹽水、淡水以及礦物質滷水(Nigari)等五大類。深層海水通過逆滲透(reverse osmosis, RO)脫鹽淡化系統產生的淡水(純水),可做為包裝飲用水、飲料、酒類、醫藥、化妝品..等原料。濃鹽水則再利用電透析(electro dialysis, ED)裝置處理,去除鈉離子成分等後,產出礦物質水,這些礦物質液可開發做為健康食品、飲料、醫藥、化妝品、農業栽培液及土壤改良液之用。此外濃鹽水,亦可再利用製鹽設備處理,會產出礦物質鹵水,可利用食品添加、食品烹調、醫藥、SPA溫水浴..等用途。
應用這些原料水又可以透過調合製成礦物質濃度不同的飲用水,開發更多元化的產品。
應用這些原料水又可以透過調合製成礦物質濃度不同的飲用水,開發更多元化的產品。
原水利用
深層海水具有低溫、富含營養鹽等特性,可以直接將原水利用於農作物及水產生物的培育。深層海水鹽分逆境原理可以應用在農作物的栽培來提升蔬果的品質與產量;低溫特性可以冷卻土壤溫度來控制開花結果的時期及維持低溫農作物的生長,再者可結合溫室空調設備來栽培低冷蔬果、花卉等,減少許多的能源損耗。另外,潔淨的深層海水可提供魚、蝦、貝、介及餌料等水產生物得天獨厚的養殖環境,以多階段的養殖設備來培育不同生長溫度的高經濟物種,是深層海水在有限的土地下發展水產養殖產業的一大優勢。
能源利用
鑑於未來能源逐漸耗竭的趨勢,替代能源成為未來解決能源問題的重要方案。藻類被世界各國認定為第三代開發生質柴油之原料,具有培養速度快、油脂含量高、栽種面積小、生育期短的優勢,可利用深層海水加速含油微藻的生長、提高單位面積之產能,以降低培養油藻生產生質柴油的成本,可說是將深層海水應用於綠色能源生產發展的一個契機。
除此之外,深層海水的低溫特性亦可進行溫差發電與空調系統的建立。低溫的深層海水(水溫約為攝氏6~ 9℃),透過鈦合金屬製的平板式熱交換器來冷卻淡水,這些低溫淡水再利用管線輸送到需要冷卻的工廠或建築物提供穩定的低溫源,亦可應用於溫控農業系統。此種冷卻系統同時具有減少能源使用與環境衝擊的經濟與環境效益,亦有助於我國綠色能源產業之發展。
利用深層海水之低溫特性進行空調冷氣之應用,起源於1986年美國夏威夷自然能源研究所(NELHA),目前於日本、加拿大、法國、荷蘭、韓國、阿拉伯聯合大公國…等皆已積極投入深層海水(冷湖水)冷能利用的發展,且已有數例達到實用化。
除此之外,深層海水的低溫特性亦可進行溫差發電與空調系統的建立。低溫的深層海水(水溫約為攝氏6~ 9℃),透過鈦合金屬製的平板式熱交換器來冷卻淡水,這些低溫淡水再利用管線輸送到需要冷卻的工廠或建築物提供穩定的低溫源,亦可應用於溫控農業系統。此種冷卻系統同時具有減少能源使用與環境衝擊的經濟與環境效益,亦有助於我國綠色能源產業之發展。
利用深層海水之低溫特性進行空調冷氣之應用,起源於1986年美國夏威夷自然能源研究所(NELHA),目前於日本、加拿大、法國、荷蘭、韓國、阿拉伯聯合大公國…等皆已積極投入深層海水(冷湖水)冷能利用的發展,且已有數例達到實用化。
多段利用
深層海水因為具有低溫、礦物質均衡、富營養鹽、潔淨、性質穩定等特性可以朝向多目標的應用發展,而為了有效利用深層海水的特性多階段的利用是深層海水最佳的利用方式。多段利用以不影響其潔淨性及成分之利用為開頭,首先利用深層海水的冷能於溫差發電、排熱發電或冷卻空調系統的設備。利用後的原水因其水質除水溫之外並不會受到改變,一方面藉由水溫控制系統調節,直接應用於水產種苗、成魚、藻類培養及海洋療法等用途,另一方面透過分水製程製造純水、濃鹽水、礦物質水以及礦物質滷水等原料,可廣泛應用於食品、飲料、化妝品、生物肥料等農業及觀光休閒產業領域。以此多段利用的概念,搭配東部特有的天然資源,結合地方特色如觀光、休閒養身SPA 等發展,將可爲東部地方發展創造先機,且符合環保節能以及永續經營之方向前進。
深層海水產業應用一覽表
資料來源:羅文彥,『深層海水檢驗認證機制設計之研究』,中山大學碩士論文,2006