台湾离岸风电规划场址公告,保育与商机兼顾

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台湾离岸风电规划场址公告,保育与商机兼顾

经济部能源局在今年 7 月 2 日,正式公告《离岸风力发电规划场址申请作业要点》。本次开放总面积 3084.5 平方公里,分布在 36 个场址(不包括之前开放的 3 个离岸风场奖励场址)。在这里将说明这个作业要点内容,以及对于产业发展的影响。

在前文《离岸风电足以供给台湾用电所需,完全摆脱核能吗?》就曾大胆预测,台湾的离岸风电总潜力超过 100GW,主要假设考量固定基座与浮体基座的总和。本次经济部所公告的离岸风场位置,水深在 50 公尺以下,多数面积适合使用固定基座,少数面积则适合使用浮体基座。

自平衡浮体技术值得关注

一般认为,50 公尺水深以下,岩石地质比较适合使用低成本的固定基座,目前主流技术是 Monopile 基座。根据欧盟的联合研究中心(The Joint Research Centre,JRC)的统计,累积到 2014 年数据显示,Monopile 已经在全世界安装 4,347MW,规划兴建或正在兴建当中的有 6,495MW,居于第一位。

如果在水深 50 公尺以下,且非岩石地质,则适合使用浮体基座。以前浮体基座认为适合用在深水处(60 公尺以上),现在因为技术进步,40 公尺以上的水深已经可以使用浮体基座了。WindFloat 是美商Principle Power Inc.(PPI)所研发的最新主动式浮体基座(Active Floater),使用风力机所发的电力,搭载马达与电子控制来平衡风机。当离岸风机越来越大型,难以在海上组装与运输,预估大型离岸风力机)最后会使用陆上组装以及浮体基座,用低成本的拖运船载到海上安装,再使用锁鍊固定。长期来看,浮体基座是一个值得关注的技术。

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中部风场与 Google 资料中心相邻

本次公告的离岸风场位置,多数位于台中、彰化、云林的外海。Google 把资料中心放在彰化,也许相中未来成本低廉的离岸风电,电力自由化之后,Google 可以直接与离岸风场业者议定收购电价,支付电网业者输配电费用,就可以将资料中心的安全性升级,更符合最高等级 Tier 4 的要求,同时拥有两套迴路与两家以上的发电业者。

本次所公告的 36 个场址,面积介于 20.8-131.1 平方公里,水深介于 1-52.8 公尺,离岸最近距离介于 0.2-62.1 公里。相较于欧洲高水深与长离岸距离,台湾的离岸风场具备低成本发电的优势。鉴于台湾还没有实际在台湾海峡安装测风塔的经验,本次仅公告 10 公尺高的平均风速,所以数字与一般看到的新闻相比是偏低的。正常来说,离岸风机的轮毂高度(Hub Height)约在 80-102 公尺,将来可能往 150 公尺发展。在《从美国风力发电发展看台湾能源配置》一文中便引述 4Coffshore 公司的 23 年统计数字,详列出台湾最好的 9 个离岸风场,当轮毂高度在 100 公尺时的平均风速,平均风速约 11.94 – 12.02 m/s。

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风场规划顾及保育、渔业与等其他需求

本次计画亦说明我们的国家水域规划(National Water Plan),排除许多不适合兴建离岸风场的海域。排除範围包括(1)湿地、(2)定置渔业区域、(3)水产动植物繁殖保育区、(4)白海豚重要栖息区域、(5)野生动物重要栖息区域、(6)台江公园、(7)火炮射击区、(8)其他重要设施管制区禁限建範围、(9)港区及锚泊区、(10)海底管线(含放流管、油管及输水管线等)、(11)废弹及禁锚区、(12)台湾沿海地区自然环境保护区、(13)重要野鸟栖息地、(14)保护礁区、(15)人工鱼礁禁渔区、(16)澎湖海缆、(17)海底缆线(光缆)、(18)天然气管线、(19)离岸示範奖励场址、(20)林口电厂航道及煤灰区、(21)彰工煤码头及航道、(22)工业区範围、(23)渔港範围。

我们可以看到这 23 种排除範围当中,与生态保育相关的共有 9 种,显示政府对于生态保育上的用心。促进渔业发展的项目有 3 种,亦考虑到渔民的生计。离岸风电不是 100% 完美的再生电力(Renewable Power),但台湾目前只能在离岸风电与核能发电当中做一个选择,只有离岸风电才有庞大的发电量可以取代核电,目前其他再生能源都是杯水车薪,远水救不了近火。

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下图说明离岸风场的潜力场址排除範围,请读者参考。

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台湾离岸风电开发有商机

在《离岸风电场配置规划学问大,强韧法规成后盾》一文当中,笔者已经分析使用风场密度(Wind Farm Density)来估计离岸风场装置容量的合理性。文中认为 9MW/Km2 的参数比较合理,根据台湾目前的经验,风场密度约在 7.9-10.1MW/Km2 之间,因此使用 9MW/Km2 应该是一个相对合理的数字。

根据以上的假设推估,本次开放的离岸风场总装置容量约 27.7605GW,年发电量约 1,081 亿度电,相当于 2014 年台湾电力需求的 52%。年发电量约是核电(含核四)的 1.56 倍,平均每月发电量取代核电的比例介于 49-272% 之间。

台湾离岸风电规划场址公告,保育与商机兼顾

如果从四季的角度来分析,每季发电量取代核电的比例介于 69-240%。

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由于台湾核电的实际容量因素约 85%,这 27.7605GW 的离岸风电相当于 14.53GW 的核电(离岸风电用 44.5% 的容量因素估计)。如果我们能够在 15 年之内建设完毕(平均每年兴建 1.85GW),过程当中稳健减核,最后达到非核家园并且拥有成本低廉的绿色电力。

2014 年全球离岸风电新增容量约1.7GW,预估 2015 年约在 3.8-4.2GW 之间,台湾如果每年要新增 1.8GW 是有可能达成的事情。目前,已经、正在评估或有意愿投入台湾离岸风电场开发的公司已经有 8 家,其中数家公司的集团年营业额超过新台币一兆元,有台商也有外商。可以看到,全球产业界的一军已经注意到台湾离岸风电市场,个人预测这是一块兵家必争之地,有实力的离岸风场开发商一定会投入台湾市场。后面的发展让我们拭目以待,保证精采可期。


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