專家專欄

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離岸風電近期發展

     劉德順 課長

台電公司 再生能源處


根據國際離岸風電工程顧問機構4C Offshore的統計,全球前20處最佳離岸風能的場址,其中臺灣海峽就有16處,特別是位於中央山脈與中國福建武夷山之間的狹道地形,東北季風強勁,從桃園、新竹、苗栗、台中到彰化等西部沿海地區均蘊藏豐富的風能,彰化外海的風場又是其中較佳的風場。因此將臺灣西部海域評定為「全世界最優良的海上風場」,一點也不為過。經濟部採「先淺海、後深海」開發模式,以「先示範、次潛力、後區塊」3階段策略有效推動離岸風電發展,並設定離岸風力發電的長期目標為114年累計裝設5.5 GW,年發電量可達198億度。

建置離岸風機分為三個階段,第一階段為開發前的「調查期」, 從選擇地點到環境及漁業的影響評估等,約需1到5年; 第二階段為「興建期」,開始安裝水下的基礎,以穩固後續安裝設備, 接著再安裝風機與變電場,約需1至2年;第三階段則是「運維期」 ,一般若持續維運,平均離岸風機壽命約達20年。由於今年起開始進入離岸風電完工高峰期,相關電纜會串連至台電電網,台電將推動「離岸風力發電加強電力網第一期計畫」,今年將是投資最多的時期,預期投資約114億元,完工後可提供10GW併網容量。

圖1 台電公司離岸風電一期29台日立5.2MW海上風機。

結果自2019年冠狀病毒疾病(COVID-19)開始散播到世界各國,2020年迎來百年來最嚴重的全球疫災,全世界的供應鏈及工業生產都受到影響,離岸風電產業也不例外。疫情爆發之後,台灣立刻封鎖邊境,採取嚴格的檢疫與追蹤接觸者的措施,藉此有效控制病毒的散播,並受到全球的肯定。但對離岸風電產業來說,這些措施造成代價高昂的延宕,也讓風場安裝工作人員相當辛苦。台灣在離岸風電方面的能量與經驗都十分有限,因此幾乎完全仰賴外國供應商與技師,但世界各國政府下令民眾待在家裡,工廠因而關閉,生產重要零組件的工作陷於停頓,例如風力發電機的龐大基座,以及把基座固定在海床的基樁。即使是已經準備好要運來台灣的零組件,也因檢疫規定得花更長時間。

台灣仰賴的離岸風電專業技術人員主要來自歐洲,有部分來自印尼,在嚴格的防疫措施之下,他們的行動受到很大限制,包括跨國旅行,還有上船跟下船的時候。許多技師被迫住在工作船上達6個月之久,期間都不能上岸休假,這帶來「高昂的額外成本」,也使「進度嚴重落後」。台電離岸風電一期21台海上風機安裝工程原本要在去年完成,受疫情影響去年只安裝好2台,其餘19台必須延到今年才能全數安裝完成。

圖2 台電公司離岸風電一期日立5.2MW海上風機吊裝。

為讓離岸風電併網順利,台電推動電網強化計畫,去年投入55.02億元,今年投資58.95億元,兩年合計逾百億元,範圍涵蓋桃園及彰化地區,讓離岸風電電纜上岸後,併網點及提升電網輸電能力,預計最晚2025年底完成加強電網計畫,其中桃園要有1.14GW併網量,彰化則有6.5GW,要滿足2025年全台離岸風電5.5GW併網目標。台電公司認為,電網改善計畫不但可帶動國內離岸風電產業發展,興建變電所及線路工程需採購變壓器、電容器、鐵構、電線、電纜等大項器材設備,另興建變電所建物需土木建築工料,因此將帶動電力關聯產業並刺激接單。

台灣第一座商業規模的離岸發電風場-海洋風電,總共安裝22台西門子公司海上風機(2台4MW及20台6MW),裝置容量達128MW於 2019年在苗栗縣竹南鎮龍鳳漁港開始商轉。2020年至2025年國內離岸風電潛力場址設置目標為5.5GW,包含廠商遴選共設置3.8GW及廠商競價共設置1.7GW。2021年預計將有彰化縣台電公司離岸風電一期110MW、苗栗縣海能離岸風電場376MW(上緯新能源麥格理集團及捷熱能源公司)及雲林縣允能一期離岸風電場320MW(達德能源公司)三座離岸風電場將陸續竣工發電。

圖3 雲林縣允能一期離岸風電場西門子8MW海上風機。

政府估計2025年離岸風電產業累計將創造1兆元產值和2萬人次的就業機會。離岸風電開發歷經示範場址、潛力開發兩階段,如今即將進入第三階段區塊開發,經濟部考慮將2026年到2030年釋出開發裝置容量擴大,由每年釋出1GW增加至1.5GW,且國產化項目也會維持第二階段的27項,甚至還可能增加新的國產化項目。

根據挪威國家能源公司Equinor的最新報告,從2019年3月到2020年3月,「Hywind Scotland」離岸漂浮式風力發電站的容量因數為57.1%,是英國離岸風力發電站容量因數的最高紀錄。2026年以後區塊開發階段會將單機容量15MW以上的超大型海上風機安裝在海水深度超過50米的深海區域,屆時台灣海峽有可能會安裝漂浮式風機,容量因數有機會達60%以上,屆時一台15MW漂浮式風機的年發電量將達7,800萬度,約可供應15.6萬戶家庭整年用電量(以每戶平均年用電量5千度估算),讓我們一起拭目以待。

圖4 竹南龍鳳漁港附近22台西門子公司海上風力發電機。