台灣離岸風電資訊蒐集整理
因為朋友在風機產業工作,發現他們待遇不錯,於是想要了解台灣離岸風電的現況,試著找出原因,以及身為機械工程師的我,可以從哪切入這行業。然而網路上資訊破碎,於是當起筆記手,整理成這篇文章。
最新資訊請參考臺灣離岸風場資訊 by 臺灣離岸風機基礎暨海事工程協會 (2021.3.9 update)
目錄
文章分成三部分
1.風力發電產業鏈簡介
2.風力發電相關產業政策
3.離岸風電的發展過程和風場介紹
風力發電產業鏈簡介
設備製造業包括風力發電機之原材料、零組件及配件、次系統之供應與風機設備系統組裝其中風機原材料供應涵蓋鋼材、玻璃纖維、碳纖維及樹酯,零組件與配件則涵蓋風機系統相關之葉片、齒輪箱、塔架、電纜及其他配件,次系統則包括監控系統與電力系統兩部分,風機設備系統則有陸域型與離岸型;整合服務業包括風場規劃、風場營造以及風機維護等廠商;風力發電業則包括風場開發業者及發電營運業者。
一、上游:
原材料以鋼材塔架與樹脂葉片
1.大型鋼材供應商有大陸首鋼集團、韓國浦項鋼鐵為代表,台灣有中鋼的鋼材,永冠(鑄件)
2.樹酯材料則有LM Wind Power及中材科技 上緯的樹酯材料
3.零組件/配件中塔架供應商以TITAN WIND、Trinity Structural Towers為代表,台灣則有中鋼機械提供
4.齒輪箱有ZF Wind Power Antwerpen(前身為Hansen Transmissions)及Bosch Rexroth最具規模,台灣台朔重工的齒輪箱
5.次系統領導業者有ABB及Winergy,台灣則有東元的控制系統,華城、中興、士電等的電力系統,信邦(電力纜線)
6.全球風電機組整機設備以丹麥的Vestas居首,其他主要業者有美國GE、中國大陸金風科技及合併後的Siemens Gamesa等業者,台灣則以東元電機
二、中游:
有風場規劃、風場營造及風機維護
風場規劃是業者在預選定的發展區域,根據(海象、漂沙及底床質、水深、地質、生態、社會人文等),進行廠場址選擇、風能規模與發電量評估、採用機組評估與布置方案、電源線路規劃及後續施工規劃等業務:沃旭(前丹能)、E.ON等,台灣:台電、英華威、沃旭、永傳、中興工程
風場營造則是根據施工規劃,在場址進行整地、基礎結構、建築設備安裝及土木工程之興建、改建等活動:中鋼、台船、中興電工、華城、樂士、星能
風機維護業者則是在風力發電廠完成相關硬體設施並營運後,由風機設備供應商或第三方業者提供設備之後續保固、檢測與維修替換服務:Vestas、美國GE或是Siemens Gamesa
三、下游:
綜合開發業者及發電營運業者,綜合開發業者亦多為能源服務供應商,針對預開發之風場進行包括風場潛能、技術、工程、財務等進行可行性分析,統籌風場規劃、營造乃至於營運活動等顧問諮詢服務。
發電營運業者包括綜合電業(發電、輸電、配電)廠商:台灣電力公司
以及獨立電力供應商(Independent Power Producer, IPP):英華威、麥格理、福海風力
沃旭能源、JERA、麥格理與上緯共同持股,總容量達120MW的海洋離岸風場正式於2019年11月啟用商轉
風力發電相關產業政策
-政府2025年非核家園政策目標
-將於4年(106–110年)內分3期共投入207.85億元特別預算,其中第1期(106年9月至107年12月)已編列80億元
-綠能建設包括四大主軸,分別是智慧新節能、太陽光電、風力發電以及沙崙綠能科學城
-建置風電發展所需水下基礎及重件碼頭,如高雄海洋科技產業創新專區及台中港離岸風電產業專區,目標至114年風力發電累積設置量目標為4.2GW(陸域1.2 GW +離岸3GW)。
-風力發電4年推動計畫(106–109年),規劃「先陸域、後離岸」策略
-政府為達成民國114年再生能源占比20%之政策目標,先示範、次潛力、後區塊 3階段策略
-經濟部業於107年1月18日公告,採「先遴選3.5 GW,後競價2 GW」策略
-運用離岸風電規劃場址作業之承諾事項推動產業在地化,成功推動臺中港工業專業區Ⅱ,成為離岸風力機零組件製造專區。
-離岸風電產業發展項目(風力機製造、水下基礎及海事工程船舶製造)與時程分為前置期、第一階段與第二階段等三個導入期程
離岸風電的發展過程和風場介紹
台灣海峽多數地區平均水深低於五十公尺,台灣海峽風場具狹管效應,風速強勁,風向穩定。台灣海峽冬天以東北季風(較強)為主,夏天則為西南季風(較弱),全年有風,具適合設立風場的天然條件。由於冬天浪強,每年海上施工期大約落在5月到9月間
台灣離岸風電三個時程:示範獎勵、潛力場址、區塊開發
目前台灣風場進度map by 4C offshore
一、示範風場的開發過程
2013年能源局選出三個示範場址
1.海洋(苗栗竹南)順利完工。海洋風場則分為兩期,第一期兩支4MW風機(Formosa 1)在2016年完成,第二期在2019年完成20支風機。共計22架風機,128MW。
2.福海:陷入環評爭議
3.彰化台電一期:公開招標不順而延後,最後由比利時商楊德諾與日商日立共同承攬,水下基礎由楊德諾施工,日立負責風機,安裝則由兩公司共同合作,台電的角色是開發商。
二、潛力場址的開發過程
2015年經濟部公布36處潛力場址,吸引丹麥、德國、加拿大、新加坡等國際大商紛紛投入。不過,其中8個風場因為在航道上被刪除,剩下28個風場。2017年各風場進行環評,環保署一年審完22案,共通過19案,總裝置容量10.07GW。
離岸風電的電力需要併入本島電網,但電網能提供的併網容量有限,經濟部藉由「遴選」與 「競標」分別選出3.8GW與1.7GW的風場,共計5.5GW,須依時程在2020–2025年間完成。 遴選適用躉購費率:
-2018年度躉購費率,固定20年費率為每度電為5.8元;或是選擇階梯式費率:前10年7.1元,後10年3.5元。
-2019年度躉購費率,固定20年費率為每度電為5.516元,或是選擇階梯式費率:前10年6.2795元/度、後10年為4.1422元/度,滿發小時也上調至4,200度/瓩~4,500度/瓩
競價出爐的得標價為2.2245~2.5481 元/度
三、區塊開發的開發過程
經濟部尚未選出可以參與區塊開發的風場,相關規則預計到2020年第一季才會公布。經濟部曾多次表示第三階段區塊開發會以5年釋出5GW,也就是2026–2030年每年1GW進行。但2019年11月中拋出震撼彈,將目標改成10年10GW,期程延長為2026年到2035年,維持每年1GW。
遴選與競標的爭議
為了讓各國的離岸風電技術根留台灣,經濟部在選擇潛力場址的風場中,制訂出遴選辦法。在遴選辦法裡,業者必須符合一定比例的國產化採購,才能在遴選過程中勝出。相對的,政府也會以再生能源躉購費率收購這些風場產生的綠電,作為投資的誘因。
不過,離岸風電一直被批評躉購價格(2019年費率每度5.5元)太高,經濟部決定引入國外較成熟市場所用的競標制。競標制只比價格,不用國產化。最後沃旭與海龍的風場以每度電2.2元~2.5元得標。
沃旭、海龍均表示,能以低價得標,其實是他們的風場跟遴選風場相近,在規模經濟且不用國產化,才得以壓低成本。但遴選與競標價差仍引來外界批評。