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封面故事
臺灣港群7月夏季號 2018-07-03
德國風電場

從歐洲經驗看臺灣離岸風電的發展

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  • 撰稿:鄭博仁

對於許多國家而言,風電的發展已逐步成為淘汰石化能源和核能的重要目標,2017年丹麥創造了新的世界紀錄,其發電量有43%來自風能。歐洲風能協會(European Wind Energy Association, EWEA)指出,歐洲過去五年(2013-2017)新風電裝置容量的投資逐步成長,年複合成長率(CAGR)為6%。 其他能源在同一時期的投資都下降。


封面故事: 大風吹! 從碼頭到攜手綠能 (之三)


根據世界風能協會
(World Wind Energy Association, WWEA)2018年2月所發佈的統計數據,截至2017年底,全球風機的總裝置容量達到539,291MG,占全球電力需求的5%以上。


For many countries, wind power has become a pillar in their strategies to phase out fossil and nuclear energy.對於許多國家而言,風電的發展已逐步成為淘汰石化能源和核能的重要目標,In 2017, Denmark set a new world record with 43% of its power coming from wind.2017年丹麥創造了新的世界紀錄,其發電量有43%來自風能。歐洲風能協會
(European Wind Energy Association, EWEA)指出,歐洲過去五年(2013-2017)新風電裝置容量的投資逐步成長,年複合成長率(CAGR)為6%。 其他能源在同一時期的投資都下降。

2010 - 2017年歐洲新電力投資投資(十億歐元)

資料來源:WindEurope(2017)

 

2017年為新融資投入風電發展創紀錄的一年,在歐洲有20個國家投入200個風電發展項目,德國是2017年最大的投資者,總計創造了67億歐元的融資活動,投資陸上和海上風電,占2017年風電總投資的30%;英國排名第二,達到50億歐元,占22%。

   
陸上風電項目是這一波成長的主要推力,海上風電項目受限於風場飽合而逐漸面臨停滯。但Markets and Markets預測,全球離岸風電市場未來會以15.32%的複合年成長率成長,預估到2022年會成長到551.1億美元,而未來的風電市場將會以亞洲為主。

 

2010 - 2017年風電新投入資產融資

 

資料來源:WindEurope(2017)

 

 
本文將介紹歐洲離岸風電發展大國:英國、丹麥與德國的發展,做為臺灣發展風電之參考。

 

產官攜手 英國成離岸風電最大市場 

英國離岸風電的發展為歐洲的翹楚,共有1,301支風機,24個風場,累積裝置容量為4,494.4MW,開發潛能可達48GW,為英國當前耗電量的3倍。因其具有狹長的海岸線1.1萬公里,年平均風速達每秒8公尺,造就離岸風電發展的優勢,英國政府更訂定2030年離岸風電裝置容量要達39GW之目標。

 

2000年於Blyth外海架設2座2MW風機,此為英國第一個離岸風電示範場域,至此之後英國對於離岸風電的發展採取階段性開發手段,分為2001年啟動Round1,商轉13個開發項目,總裝置容量為1.2GW;2003年Round2有16個開發項目,總裝置容量為6GW;2010年擴建既有的4座風場,可開發裝置容量達33GW。

   

2013年7月全球最大離岸風力發電廠倫敦陣列(London Array)完成,其象徵離岸風力發電的里程碑,共有175座風機,由德商西門子(Siemens)供應、安裝與電網連接,總發電量達630 MW,且每年將可減少約90萬噸的CO2排放量。

 
 

倫敦陣列離岸風場

資料來源:拍攝pshab

 

英國現為全球離岸風電最大市場,但其在發展離岸風電的過程並非一帆風順,最大的阻礙為對該海洋上的既得利益者造成影響,如生態、航線、漁業等。


為使計畫能推展順利,英國政府致力於各政策與法規的推動,並進行電力市場改革、資訊公開交流管道、價差合約(Contract for Difference)、漁業共存共榮機制等一連續性之作為,再設立專以綠色項目投資為主的綠色投資銀行,及實行英國擔保計劃等做為離岸風電產業投資之領頭羊,提供實質協助以吸引民間資金投入,致使英國離岸風力發展得以順利運作,並使當地得以發展海事工程技術,如Seajacks International、MPI Offshore、Global Marine Systems、Drake Cables、JDR Cables等公司都具有承攬及製造能力。

 

丹麥  風電能源超過4成

丹麥早期仰賴中東國家輸入之石化能源,1973年爆發石油危機後,丹麥人思考著如何開發乾淨的能源,致此就朝著風力發電的目標前進。

 

Esbjerg位於丹麥西南部,為丹麥第5大城,面積741平方公里,人口約11.4萬人。Esbjerg早期曾為丹麥最大的漁港,1970年代逐漸的轉向石油與天然氣產業,適逢石油危機後,1990年代開始進入離岸風電的開發。

 

2000年丹麥第一座離岸風電場Horns Rev一號正式成立,至今丹麥為風力發電能源占比超過4成的國家,現有513支離岸風機,12個風場,累積裝置容量為1,271MW,並預計在2050年全面以再生能源為主。

 

丹麥Horns Rev風場

資料來源:拍攝Vattenfall

 

沃旭能源(Ørsted)現為全球最大的離岸風電商,其前身為丹能集團(DONG Energy)原為經營丹麥石油與天然氣,在2017年出售石油和天然氣上游業務後,正式完成由傳統能源公司轉型成為綠色能源公司,並於英國Burbo Bank Extension風場建造高度195公尺、直徑164公尺全球最大的離岸風機。

 

2023年沃旭能源將完全淘汰煤炭,且降低96%的碳排放量,2025年將供應3,000萬人的用電量。

 

德國  成立離岸風電基金會

對於德國來講能源安全等同國家安全,因其80%的天然氣及95%的石油都高度仰賴進口,1973石油危機、1979三哩島核災及1986車諾比事件的發生,都迫使著德國的能源轉型政策,並訂定2022年核能將全面停止,德國現有17部核能機組,8部停止運轉(833.6萬瓩,佔核電容量40%)、剩餘9部機組(1,200.3萬瓩,佔核電容量60%)使用核電有逐年往下減少的趨勢(國際原子能總署IAEA)。

 

另一方面就是積極發展再生能源,德國因廢核的能源政策方向明確,所以替代的能源的種類也較多元,如風力、太陽能、水力、生質能等發電,再生能源占比達25%。

 

2002年德國政府公佈離岸風電發展白皮書,2005年德國政府出資成立離岸風電基金會,於2006年發給基金會開發風場Alpha Ventus的特別許可,並由3家能源公司E.ON,RWE和Vattenfall共同開發,2010年正式商轉,平均每年運轉時數達4,100小時

 

巴登符騰堡能源公司(Energie Baden-Wuerttemberg AG)為德國第3大能源集團,原為從事核電及火力發電,在能源轉型的政策下,轉換為風電的開發商,現擁有47座陸域風場、2座離岸風場和7座生質能發電廠。依德國風力諮詢公司(Deutsche WindGuard GmbH)之統計,德國至2017年底總計設置222座離岸風力發電機,產電量達1,250MW,預估到2020年離岸風電將達25GW,提供國內15%的電力需求。

                                                     

離岸風力發電被各國視為再生能源發展的重要一環,按世界風能協會(WWEA)2018年的統計,美國、德國、英國、法國、印度、巴西等國投入離岸風電的力道都非常強勁,尤其拉丁美洲與非洲等地區在離岸風電的發展上後勢看漲。

 

4C Offshore國際工程顧問公司指出,全球前20大離岸風電最佳風場,臺灣海峽就占了16個,根據估計臺灣離岸風場可安裝面積達5,640平方公里,總裝置容量為290GW,可提供2,000萬戶的用電量。

 

如此大的天然優勢,實為臺灣推動再生能源的定心丸,由於歐洲西風帶的市場已趨近飽合,轉向其他場域發展已是必然,尤其是臺灣海峽,德商達德能源集團(WPD)及丹麥沃旭能源(Ørsted),已相繼規劃在桃園及彰化外海佈局離岸風電發展計畫,若能再此波能源轉型的過程中,進而扶植臺灣離岸風電產業、帶動相關就業機會,這樣不管是對政府、企業或人民,都是三贏的局面。


[1] Wind Power Capacity reaches 539 GW, 52,6 GW added in 2017

[2] Financing and investment trends, The European wind industry in 2017.

[3] 王珮蓉、李欣哲、朱正男(2015)。英國離岸風電發展政策與策略研析,工業技術研究院綠能與環境研究所。

[4] 蔡岳勳(2016)。英國離岸風力發展政策與法規研析-以專案融資與綠色投資銀行為例。國立雲林科技大學科技法律研究所,碩士論文。

[5] iaea

[6] 尹俞歡(2017)。風機製造大國德國首座離岸風場 為什麼比鄰國遲到6年,風傳媒。

[7] 林育立(2018)。從EnBW看德國如何推動能源轉型,中央社。

[8] 經濟部/駐法蘭克福辦事處經濟組,德國離岸風力裝置現況與發展報告。
[9]封面圖片:德國敘爾特(Sylt)島以西70公里離岸風電場,資料來源:spiegel


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