Q1 什么是离岸风电?

离岸风电指的是在海域或水域地区,包括海上、峡湾及湖泊等,以风机数组形成离岸风场,并仰赖风力推动风机运转产生电力。以台湾为例,发展离岸风电的最佳地点为台湾西部的台湾海峡。

Q2 离岸风场是由什么所组成的?

离岸风场主要由离岸风机、海底基桩、连结件、海上变电站、海底电缆、陆上电缆以及陆上变电站等硬件构成。离岸风场所产生的电力将会透过海上变电站收集且升压之后,经由海底电缆传输至陆上电缆,最后并联至台电于各地的陆上变电站。

Q3 什么是装置容量和容量因子,跟发电量有什么关系?

装置容量
电厂能产出的最大电能,通常以MW(百万瓦;另有以GW为单位者,相当于1,000MW,是谓十亿瓦)计算。

容量因子
指单位时间内装置容量与实际风场发电量的比率,介于1和0之间,以百分比表示。不同的发电设备有不同的容量因子,以台电估算105年各类发电设备平均容量因子为例,台湾主要电力来源其中核能可达67.6%、火力可达68.07%,水力达35.71%;其中,再生能源因受限于自然环境发电所以容量因子相对较低,以台湾彰化地区离岸风场为例,据估计平均容量因子应在25%~50%之间。

发电量
指单位时间电厂能产生的电能,与容量因子有关,台湾常用的一度电系指1kWh,即为每小时产生1,000瓦的电能。

Q4 什么是电网并联?

在离岸风场中,电网并联代表将电力经由陆上或海上变电站的搜集、海底电缆及陆上电缆的传送、一直到连结于陆上变电站。台湾的陆上变电站皆由台电公司经营,一般民众所使用的电力由台电公司负责配置与传送。

Q5 离岸风场和台湾西滨沿海的陆上风场有什么不同? 台湾适合发展离岸风场吗?

民国91年台湾第一座陆上风场落脚于澎湖中屯,十年期间共开发约20座陆上风场,累计装置容量近400 MW,平均一座风场之装置容量仅约20 MW,主要即因台湾地狭人稠,具有良好风力资源的陆上风场有限,因此风场场址分布零散,且每个风场适合开发的区域亦属小规模,因此较无经济规模。

反观规划于台湾海峡的离岸风场,由于其特殊地形,狭管效应导致海上风力强劲且稳定,赋予台湾极佳的离岸风场开发条件,再加上台湾海峡幅员广大,因此可以有效规划大规模的风场场址,每个风场的装置容量多以数百MW计算,提供更多洁净电力给台湾的民众使用。

Q6 离岸风电可以为台湾带来什么好处?

离岸风电的效益可以分成环境面及经济面。

从环境面的角度,发展离岸风电可以减少二氧化碳排放量。根据全球能源总署(IEA)的报告,2004年台湾的每人平均二氧化碳排放量为11.26公吨,位居全球第18名,且为亚洲第一。随着气候变迁成为全球须正视且面对的课题,台湾政府于2010年订立减碳目标,2020年排碳量要回到2005年水平,相当于减碳2.1亿公吨,且2025年要回归至2000年之排放量,因此,如何达成减碳目标为刻不容缓之事。

离岸风场的发电效率相较于陆上风场为佳,因此每1 MW的减碳量也较高约为2,000吨,假定台湾拥有6,000MW的风场潜能,相当于每年可减碳1,200万吨,其减碳效益居所有再生能源项目之冠,且能有效协助台湾达成所宣示的减碳目标。

Q7 全球有哪些国家在做离岸风电? 这些国家的离岸风电电价跟台湾一样吗?

欧洲是最早发展离岸风电的国家,从1990年代就由丹麦、荷兰和瑞典等国家率先建置了小规模的示范型风场,一直到2000年以后,后续这股热潮逐渐也在英国、德国和中国发展开来。英国与台湾相似之处也是四面环海,因此可利用广大的海域资源发展离岸风场,英国目前总共有33 GW的离岸风场已在规划中,且目前的装置容量已达全球第一。

此外,其他国家如美国和日本亦也已经开始积极规划离岸风场的发展,美国目前为止已规划了数个位于东岸海域的离岸风场。

在所有国家中,英国及德国有最明确的电价政策。英国是依市场机制订定给予离岸风电的电价,以2010年的奖励机制计算,每一度电的电价约相当于新台币9元(英镑0.18元)。德国则是采取馈网电价制度,保证收购离岸风场的电力达20年,前12年的电价约为新台币6.3元,且风场开发商无须负担电网并联的费用。目前台湾的电价制度是学习德国的方法,2010年首次公告给予离岸风电的电价为新台币4.1982元,远低于欧洲发展先驱的水平;最新公告2018给予离岸风电的电价则为新台币5.8498元。

Q8 离岸风场会影响到船舶运行,渔业活动或任何环境生态吗?

在台湾进行离岸风场开发必须先取得经济部能源局的「筹设许可」,其中规范了许多要件,在风场规划初期即会排除船舶,飞航及国防军事等敏感地区,且透过环境影响评估了解离岸风场对于该海域的影响,进而提出减缓或解决方案。

此外,离岸风场的每支风机使用海床的面积有限,且施工期间相对较短,只要在施工期间做好完善的配套措施,完工后每支风机反而可以成为海中生物栖息,繁殖及觅食的良好场所,因此整体影响相对较小。

Q9 台湾常有台风跟地震,这会对风机产生影响吗?

风机仅在一定的风速区间才能运转,因此当风速过大,例如超过25米/秒时,风机就会自动侦测并停止运转,并同时调整风机方向与叶片角度以避免正面承受过大风力, 另一种方式是在台风来临前直接手动停止运转,亦可降低台风对风机的损害。此外,风机有等级之分,台湾对风机的要求都是IEC Class IA,也就是最高等级的风机,因此已考虑台湾特殊情况来选择合适的风机。

离岸风机是建置在海上,与陆上风机不同之处在于大部分都需要海底基桩立足在海床之上,以支撑海平面以上的风机。地震由于震源以及强度不同,对不同地区的影响也不同,因此只要运用地震数据来设计合适的海底基桩强度,并考虑海底基桩与离岸风机的结构应力关系,即可有效预防地震所造成的影响。

Q10 目前国际上有订定离岸风力发电相关标准或规范吗?

IEC 61400-3 (Design requirements for offshore wind turbines)为为规范风机符合海上环境要求的设计标准,共分成Class Ι、Class Ⅱ、Class Ⅲ及Class Ⅳ,且每个Class因扰流因素而另分成Class A与Class B,所有数据皆以风机轮毂高度为准,离岸风场的风机轮毂高度多在90公尺以上。Class ΙA适用于平均风速10 公尺/秒、50年极端阵风70公尺/秒,及扰流因素18%的场址。

Q11 离岸风场建好后如何进行维护?

风机内部会设置远程监控系统(SCADA),并透过光纤网络传输,将风机内部得到的实时运转状态传送回至陆上运转维护中心。因此透过运维中心的计算机设备可以马上了解各个风机的状态,以利安排进行维修。

当风机需要维修或定期保养时,会透过人员运输船(CTV)将风机维修技师送往风场进行检测维修工作。依照风机需要维修的状况不同,由运维中心安排特殊的船舶和零件,以及有专业认证的合格技师,依照安全标准作业程序执行维修工作。

Q12 我们日常中所使用到的电力是否能选择使用离岸风电?

目前台湾的电力市场是由台电公司负责传输及分配,因此民众无法自由选择使用离岸风电或其他来源所产生的电力。然而依据再生能源发展条例的规定,台电公司有义务要收购再生能源所产生之电力,因此未来离岸风场商转后,大家所使用的电当中,就会有一部分是来自于离岸风电的电力。