全球浮體式離岸風電發展現況與展望

一、全球浮體式離岸風電市場潛力

浮體式離岸風電技術適合運用於海床深度約50-200m、100m高空風速>8m/s的海域;此外,若要與陸域電網連結,離岸距離不宜過於遙遠,否則會使電網成本及電力耗損顯著提升。離岸風電技術因相較起其他發電技術成本仍偏高,主要應用市場多為已開發國家;但英國(蘇格蘭)、法國、日本、挪威、葡萄牙與美國(加州、夏威夷)等地區,雖離岸風況良好,但出海後海床深度劇增,能設置固定式機組區域相當有限,若欲有效攫取離岸風能,勢必要運用浮體式技術。

二、浮體式離岸風電技術概論

當前離岸風場開發海床深度多落在60公尺水深以內,運用固定式水下基礎即可將風力機系統支撐於海平面上;但近十年來淺水區的海域開發略顯飽和,且大型風力機造成的景觀破壞也引起部分居民不滿,再加上容易與其他海洋開發用途互相競合,開發海域往外海擴張已是既成趨勢。當海床深度超過60公尺後,技術上仍可運用固定式水下基礎,但製造成本將大幅上升,不符合經濟效益,產業界因此開始探討大規模運用浮體式水下基礎技術的可行性。

三、全球浮體式離岸風電發展現況

全球累積浮體式離岸風電裝置容量為139MW(僅計算達MW級風場),僅在6個國家有實際裝設案例,分別為英國、日本、挪威、葡萄牙、法國及中國大陸,共有近80種浮體式水下基礎概念被提出,其中50種仍持續開發中,但只有少數進展至1:1原型、現地示範階段。然而在2022年和2023年許多進行中的專案,以及繼續證明現有的浮動風力技術,將致力於開拓新技術和設計。這些專案大部分位於歐洲,但也有專案位於美國和日本。根據Carbon Trust (2021)統計到2022年底,浮式風電裝機容量預計將達到260MW;到2023年底,浮式風電裝機容量預計將達到385MW。

四、浮體式離岸風電共通性技術挑戰

而要朝商用階段邁進,所有周邊技術及配套服務不能僅止於完成試驗風場規模,需進一步試想大規模設置時可能遇上的供應鏈瓶頸以及風險減緩規劃,以取得各方利益關係人信任及建構完善的產業鏈。雖然有眾多不同的浮體式水下基礎形式設計,但其中有許多共同需面對的技術障礙,顧問單位Carbon Trust集結政府及產業之力,自2017年起啟動Floating Wind Joint Industry Project,建造一個知識共享平台,致力於加速浮體式離岸風電的發展,同時也提出之浮體式離岸風電共通性技術挑戰。

五、結論

隨著近岸離岸風力資源可開發區域逐漸減少,以及擁有廣大深水海域的新興市場邁入開發前期,業界對浮體式離岸風電技術的投入程度又更上一層樓。依循固定式基礎發展經驗,前期雖有百家爭鳴景象,最終能進展至批量生產者僅少數,而浮體式技術將在何時以及如何邁入收斂階段仍需觀察。從影響產業的相關利害關係人來看,在能源領域,政策支持程度幾乎相當於市場前景,如何在減碳框架下說服政府採用成本及風險尚高的浮體式技術,是影響何時能達到商用規模的關鍵;而主導風場開發進程的開發商也扮演要角,其選用技術類型、發包供應商、風險管理模式等,都將影響浮體式離岸風電供應鏈的樣貌。

資料來源 : 經濟部技術處 作者:吳秉洲/工研院

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