【零碳世代】風中綠金 從陸地走向海洋

▲圖片/天豐新能源

撰文/王海咪(經典雜誌撰述)
攝影/劉子正(經典雜誌資深攝影)

端氣候正以駭人的速度向全球伸出魔爪,台灣下著大雨的同時,奈及利亞正經歷十年來最嚴重的洪水,希臘也被暴雨狂虐,街上只剩一片泥濘。極端氣候頻率急增,人們開始檢討過去到底做錯了哪些事,對環境造成不可逆的傷害。在環保意識抬頭的今天,各國紛紛開始追求更乾淨的發電方式,再生能源被寫進國家發展策略,截至二○二○年底,全球風力發電裝置容量達七百三十三GW(百萬瓩),超過核電裝置容量的三百六十九GW,風力發電勢不可擋,裝置容量在過去十年以來以倍速成長,尤其亞洲地區增長速度驚人。

風電在台灣

行經台灣西海岸,尤其桃園至嘉義一帶,一支又一支高達一、兩百公尺的陸域風機佇立沿岸,再向遠一點的海上望去,離岸風機更是成群結隊地,一支支排排站在海中轉著。架設風機的地點通常人煙罕至,放眼望去倒有點像電影裡的末日情節,人散了,但聳立的高大風機仍盡忠職守地運轉。

事實上,舉目所及的這些風機像是台灣的綠金,風力發電目前裝置容量共一千零六十二MW(千瓩),估計年發電量二十九.五億度,約可供八十四萬戶台灣家庭的一年用電量。

陸域風電的限制與轉型

台灣陸域發電其實早從二十年前就開始發展,也是目前風力發電的主力軍。陸域風電開發商達德能源總經理曾葳葳分析,陸域風機每年發電時數約兩千四百小時,介於太陽光電的一千兩百小時與離岸風電的四千小時之間,而以成本來說,陸域風機每GW成本約六千萬台幣、離岸風電則達每GW一.六億元,考量成本與技術,陸域風電是門檻較低的發電選擇,市場也相對成熟。

依照經濟部的「風力四年(二○一七至二○二○年)計畫」,截至今年底,裝置量應達九百一十六MW,不過,現仍存在九十一MW的落後。事實上,外界對陸域風電確實傳來質疑,認為台灣地狹人稠,陸域風電即將達到飽和,會遇到「無地可蓋」的問題,曾葳葳也坦言,這幾年來,在土地取得上確實越來越困難,開發速度放緩。

「早期一個風場可以蓋二、三十支風機,但現在已經找不到這種大型的場域了。」曾葳葳說,陸域風機不像離岸風機能夠一大片、一大片地蓋在海上,地理限制相對多,要考量風向、聚落所在地和地形崎嶇度,就算找到理想風場,若牽涉私有土地或產權問題,在土地取得上往往遇到挑戰。然而,曾葳葳並不認為這代表陸域風機會無處可蓋,她說,「風機技術的進步,讓我們可以去找風資源較差的地方做。以前蓋不了的地方,現在可以去了!」

從陸地走進海洋

陸域風電另覓新地,然而,先天限制仍是事實,台大能源研究中心主任江茂雄直言,「陸域沒什麼機會了,台灣面積太小,陸域又因為離居民近,容易引起抗爭,為了裝一、兩隻風機引起民眾反彈,很不值得。」

如此看來,台灣地理環境極具優勢的離岸風電勢在必行。二○二五年再生能源占比目標20%,其中,離岸風電又占了40%,可見其重要性。規模更大、投資額更高、競爭者更多的離岸風電才正展開序幕……。

離岸風電第三階段區塊開發首輪選商將配發三GW的裝置容量,每家業者最多可得○.五GW,預計二○二六、二○二七年併網完工。而在今年九月三十日、選商收件作業截止前,共有六組開發團隊、十一座風場送出申請,選商結果將於十一月底公布。

從離岸風電二階段潛力場址就投入的開發商天豐新能源(原達德能源)董事長王雲怡坦言,台灣政府一開始提供的躉購費率對外資來說是一個很大誘因,現在漸漸沒有了,優勢確實喪失,影響外商投入意願,不過,政府每年公布的具體裝置量目標對開發商而言仍像是一顆定心丸。

走進海中非易事

然而,開發商目前仍面臨兩挑戰,一是供應鏈「國產化」。依照現行規定,包括水下基礎、電力設施等二十五項關鍵發展項目需達到國產化60%的目標。加上第三階段各開發商皆以零元競標的狀況來看,當競標價格沒有差別,最後誰能得標就是靠加分項目,而加分標準正是其他國產化項目的多寡。

國產化目標提高整體計畫成本兩倍以上,王雲怡仍相信,「就算成本高、風險也大,在行有餘力,開發商應該多替台灣作一些事,幫助供應鏈落地生根發展。」

另一個挑戰則是國內海事人才的缺稀。離岸風電未達裝置容量目標的一大原因是受累於疫情,離岸風電的技術人員、船舶人員多來自海外,疫情時出入境受阻嚴重延宕裝置進度。

台電再生能源處處長蔡英聖解釋,台灣過去中小企業起家,對於海事這種大型工程較不熟悉,他說,「維運和海事工程的人力是一個很大的缺口,現在離岸風電開發起來了,以後如何維持維運的能量與人力,這需要花一段時間培養。」

明新科大看見人才缺口,從三年前著手規劃風力發電之人才培育,結合機械、電機和土木三個學系的師資與設備,將於明年推出「風電技術學分學程」,預計招生四十人,將成為全國第一個授予風力發電學士學位的院系。

發電與生態的平衡

在離岸風電如火如荼開始發展之際,可能造成的生態影響也越來越備受重視。長期關注能源轉型的蠻野心足生態協會議題專員施仲平直言,現在的環評在實務上沒辦法確實保護環境。

施仲平認為,規定雖在,卻滿是漏洞,像是雖然要求鯨豚觀察員參與施工,卻沒考量海上隨時會起霧、海面會出現眩光,觀察員在很多狀況下根本無法執行任務;又或是雖規定日落前兩小時不能啟動打樁,但是白天就開始的打樁施作若到了晚上還沒完成,人員還是得繼續作業,連續打樁十來小時的情況也常常發生。

沃旭能源與郭玉樹帶領的成大團隊合作,研究負壓沉箱在台灣建置的可行性。郭玉樹解釋,負壓沉箱基礎除了能免除打樁作業,減少噪音之外,當風機除役,可以透過反向注水就浮出海床的負壓沉箱,對環境友善許多。郭玉樹分析,負壓沉箱基礎和傳統水下基礎的成本差異不大,但技術門檻高,實驗上雖可行,實際能現場安裝的廠商並不多,是目前最大的挑戰。

台灣能源高度倚賴進口,能源的穩定性和安全性自然成了國家發展最核心的議題。對整體供電量吃緊的台灣而言,除了最根本的節約用電作法之外,我們沒有餘裕放棄任何一種發電方式,無論太陽光電、風力發電都是必要的能源新選擇,當再生能源已成未來主流、風力發電勢不可擋,拉近風電與民眾的距離、盡可能地降低工程與風機裝置帶來的生態影響,成了現在眼前最重要的事。

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躉購費率

躉購費率指一種推廣再生能源發電保證收購制度,由政府或台電以特定費率在特定年限收購所產生的電,有政府規定和競標價兩種定價方式。

每種能源的躉購費率不同,就二○二二年來說,太陽光電費率為每度三.九至五.九元。而離岸風電則採用競標價的定價方式,按照第三階段選商結果來看,目前大多開發商皆以「零元競標」,不售電給政府,而是以PPA(Corporate Power Purchase Agreement)的方式,找其他需要綠電的買家(如台積電),售電給民間,相當於讓電力買賣回歸自由市場。

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[Not a valid template]↑ 台電維運人員爬進陸域風機,進行定期檢查。(圖片/台灣電力公司)
[Not a valid template]↑ 苗栗外海,固定式的離岸風機正在搭建,從岸邊望去,還能遇到運輸船在一旁作業。
[Not a valid template]↑ 監察院曾針對國產化進度落後發布調查報告,指國產化要求不合理。不過,天豐新能源仍樂觀看待,認為只要供應商有心,台灣工業實力要達成六成要求非難事。(圖片/天豐新能源)
[Not a valid template]↑ 能在水深大於五十米的深海水域使用的浮動式風機,未來需求將持續增加,由江茂雄、馬開東兩位教授共同帶領的台大團隊設計出半潛式浮台設計。
[Not a valid template]↑ 台中高美溼地以日落著稱,現在溼地旁多了十八支風機,大風車與落日對望,成為熱門拍照新景點。

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