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事实揭露 揭密真相
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离岸风机示意图,图片来源:推动能源转型 [[台湾]首座离岸风机预计明年商转]智动化,2016-11-07

离岸风力发电,又称离岸风能,系于海上建设风力发电厂,风向较陆上风力稳定,在同样时间内能提供更多的电力,且设施远离民众居住地,受到邻避设施的反弹也较小。

简介

离岸风力发电是目前全球相当热门的绿能产业之一,因机电设立在海上,施工难度及建设成本远高于陆域风机。为了达到经济效益,风机一次规划建设的数量多半在 30 只以上,甚至多达上百只,形成一个“离岸风场”,涵盖风机、海底基础、电缆、海上变电站、陆上电力系统,都是建设离岸风场必要设施。

绿能产业

2008年金融海啸后离岸风力发电仍不畏全球景气困境,呈指数型高速成长。2015年以前离岸风力发电成本通常较陆上发电成本为高,但自2016年起全球各地离岸风力发电竞标价格较过去显著下降。离岸风能目前每度电的发电成本,仍远高于传统的火力发电。风场的开发可分三阶段:开发前置作业、风场建设、风场设完后之运转维护工作。前置作业包含环境调查、许可申请、风场规划、渔权谈判、工作规划、工程分包等,非常复杂,花费的时间最久,一般要 1~5 年,甚至花费近 10 年亦不罕见。为了节省海事工程的费用,均会尽量缩短,风场一般只需要 1-2 年即可完成。

工程浩大

离岸风机是非常大的结构物,要在海上这个充满不确定因素的环境中,调动各式工作船分工合作,安装这么大的结构物;在工程、管理、风险管控上是非常大的挑战。工程包含:风机、海底基础、电缆、海上变电站、陆上电力系统等,风场建设完成后约可使用 20~25 年,此后要进行运转管理、维护(Operation & Maintenance,O&M),使风场能维持最佳的营运状况。风场使用年限到达后,即进行除役的工作。

若按市场机制自由竞争,难以吸引业者投入离岸风能开发。因此有意发展离岸风能的国家,政府均会以政策补助。故在衡量一个国家的离岸风能产业前景时,该国政府的政策及补助方案,是非常重要的考虑因素。台湾 105 年度趸购费率为每度电 5.7011 元(依据能源局 105 年趸购费率听证会简报,国内电业化石燃料发电平均成本 103 年度为 2.7446 元)。

政府协力

离岸风场开发牵扯到的机关团体非常多;可能影响既有航道、渔场,要申请土地、海域、空域使用,常要与国际技术、机具、人员、资金合作。这些沟通协调工作,牵扯到公权力的介入与法规的规划执行,绝非开发商可自行解决。因此各国政府的配套措施,是影响该国离岸风能产业发展及产业生态的重要关键。 相关工程如下:

  • 海床地质探勘
  • 观测船
  • 海象观测站
  • 生态考察船
  • 海底电缆铺设
  • 水下作业机器人
  • 基础安装工作船 电缆施工船
  • 建设母港

离岸风场建设需要使用的各阶段所需之专业工作船非常多,包含风机安装船(Turbine Installation Vessel,TIV)、起重船、电缆布放船、海洋观测船等高价值船舶及人员运输船(Crew Transfer Vessl,CTV)等价格较低,但需求数量非常多的小型船舶,潜在商机非常可观。

各国规模

离岸风力发电装置容量(百万瓦) ,欧洲是海上风电的世界领先者,1991年在丹麦安装了第一座离岸风电场(Vindeby)。2009年,欧洲海上风机平均额定容量约为3 MW,未来风机容量预计将增至5 GW。

到2014年1月,已经在欧洲建设了69个离岸风电场,年平均额定容量为482 MW。 欧洲海域离岸风电场总装机容量达到6,562 MW。英国迄今为止最大容量为3,681 MW。丹麦排在第二位,安装了127.1 MW,比利时排在第三位,总计571 MW。 其次是荷兰(247 MW),瑞典(212 MW),芬兰(26 MW),爱尔兰(25 MW),西班牙(5 MW),挪威(2 MW)和葡萄牙(2 MW))。 2017年底,全球离岸风力发电总装置量为18,814百万瓦特 (MW),其中84.4%位于欧洲。英国为全球离岸风力发电装置量最多的国家,占36.3%;德国位居第二,占28.4%;中国大陆位居第三,占14.8%。

荷兰波瑟勒 (Borssele) 1号与2号离岸风力发电场,合计装机容量为700百万瓦特 (MW),2016年竞标合约价格已降至每度电0.0727欧元 (€72.70/MWh),若包含输电设备为每度电0.087欧元 (€87/MWh);另外,丹麦 Kriegers Flak 离岸风力发电场装机容量为600百万瓦特 (MW),竞标合约价格更降至每度电0.0499欧元 (€49.90/MWh) (不含输电设备)。但前述风力发电厂与计画中的 Dogger Bank 4,800百万瓦特 (MW)、Norfolk Bank 7,200百万瓦特 (MW)及Irish Sea 4,200百万瓦特 (MW)等相比,规模仍为较小。

截至2018年,全球已营运的离岸风力发电厂当中,英国Walney Extension 离岸风力发电场装机容量为 659百万瓦特 (MW),为世界最大的离岸风力发电场;而装机容量 630百万瓦特 (MW) 的英国伦敦阵列 (London Array) 风力发电厂则为第二大;装机容量 600百万瓦特的荷兰 Gemini 则位居第三。

在欧洲以外,中国大陆政府已经制定了到2015年安装离岸风电装机容量5 GW的宏伟目标,到2020年将达到30 GW,这将超出其他国家的容量。2014年5月,中国大陆离岸风电装机容量为565 MW ,2016年中国离岸风电装机容量增加到832 MW,其中636 MW是中国大陆制造。

实际挑战

风机寿命为20-25年,在丹麦有专门的除役公司,能以每百万瓦2到4百万丹麦克朗的价格回收机组,此费用于建构时由拥有者所保证。风机结构的自然频率应避开震动频率及风机叶片的疲劳载荷。强烈海风吹起的海浪造成“咸水烟”,可能严重侵蚀风力发电机结构与电气设备。运输时的受力和损坏评估包括多项:

  • 腐蚀
  • 施工不易
  • 维修不易
  • 风力电场对航行安全的影响。
  • 离岸风力电场对渔业的影响。

商机潜力

绿能科技为新政府五大产业(生物医药、绿能科技、智慧机械、国防航太以及亚洲矽谷)之一。目前本国政府规画之离岸风能装置容量,依据“千架海陆风力机计画”于 2015 年核定之推动目标。以每只风机 5 MW 来预估依据能源局 105 年趸购费率听证会简报,离岸风场建设成本为每 MW 新台币 180.1 万元,运转维护成本为每 MW 每年 5,844 千元。

前景预测

2020年预测估计欧洲水域的离岸风电场容量为40 GW,这将提供欧盟电力需求的4%。欧洲风能协会(WindEurope)已经设定到2020年达到40 GW的目标,到2030年达到150 GW,预计2020年全球离岸风电装机容量将达到75 GW,其中有来自中国大陆和美国将显著的贡献。

经济合作与发展组织(OECD)预计离岸风电将在2030年达到海洋经济的8%,其产业将雇用43.5万人,增加价值2300亿美元。

台湾近况

台湾至 2030 年有 4 GW的离岸风场规模时,风场建设总产值约 7,200 亿元;各项建设工作的潜在市场价值如表 2。其中海底基础供应(制造)、风机及海底基础安装海事工程,为本公司主要可参与之项目;总计市场价值达 2,304 亿元。运转维护工作 2030年时年产值达 233 亿元。专案开发费用 4% 288 亿元,设备供应费用风机 39% 2,808 亿元,海底基础 16% 1,152 亿元,其他 15% 1,080 亿元,安装费用 风机安装海事工程 9% 648 亿元,海底基础安装海事工程7% 504 亿元,其他设备 10% 720 亿元,离岸风能开发,为目前本国政府主要推动政策之一;在国家支持下,未来的发展应是可以期待的,市场潜藏价值庞大。

细数过往发展,离岸风力发展已然成为政府致力发展的绿能产业,2017年815大停电,让蔡政府的能源政策成为舆论焦点,两年后,知名平面媒体《天下》杂志深入北中南,访查与2025能源转型目标落差最大的离岸风电进度,直击苗栗外海如城堡般的工作船、台中港亚洲最专业的离岸风电码头,以及高雄兴达港30层楼高的风机水下基础。台湾海峡俨然成了全世界最忙碌的风场,几近从零开始的离岸风电,已跨出傲人的一步,连邻国日本都来取经[1]。2017年815大停电,让蔡英文政府的能源政策成为舆论焦点,两年后,《天下》深入北中南,访查与2025能源转型目标落差最大的离岸风电进度,直击苗栗外海如城堡般的工作船、台中港亚洲最专业的离岸风电码头,以及高雄兴达港30层楼高的风机水下基础。台湾海峡俨然成了全世界最忙碌的风场,几近从零开始的离岸风电,已跨出傲人的一步。

台湾离岸风电发展大事记 2012-2019年[2]

2019年

  • 1月至4月- 彰化县府同意函风波。
  • 4月18日 - 经济部公告“电力开发协助金运用与监督管理办法”,离岸风电电协金条文未纳入。
  • 4月30日 - 离岸风电商沃旭确定在台投资。
  • 8月28日 -环保署首次对离岸风电开罚。海洋风场施工未派鲸豚观察员出海,违法罚锾150万元。
  • 10月9日- 首座商业规模离岸风场完工-海洋风场共22架风机,128MW。

2018年

  • 1月18日 - 公告“离岸风力发电规划场址容量分配作业要点”。
  • 4月30日 - 公布遴选结果,必须纳入国产化。10风场出线。
  • 6月22日- 公布竞标结果,以价格标为主。沃旭、海龙得标。

2017年

  • 3月至年底 - 离岸风电潜力场址环评,19案通过环评,总装置容量10.07GW。
  • 4月28 日 - 第一架离岸风电商转。海洋示范风场2架风机商转

2016年

  • 9月5日 - 第一支离岸风机夜间施工 违反环评承诺。
  • 10月27日 - 两架示范风机,共计8MW完工。
  • 11月30日 - 公布离岸风力发电渔业补偿基准。
  • 12月28日 - 306次环评大会,确认“离岸风电区块开发”政策环评。

2015年

  • 5月23日 - 苗栗渔民渔船出海抗议上纬(海洋风场)补偿金不公。
  • 7月2日 -公告“离岸风力发电规划场址申请作业要点”,公开36 处潜力场址。

2014年

  • 8月13日 -上纬取得海洋风场渔民同意

2013年

  • 1月9日 - 三示范风场出炉:海洋、福海、台电
  • 11月27日 - 海洋风场通过环评

2012年

  • 3月28日- 阳光屋顶百万座、千架海陆风力机办公室成立
  • 7月3日 - “风力发电离岸系统示范奖励办法”公告

视频

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参考资料