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更新日期 August 21, 2020

前言

海上风电近年在各国蓬勃发展,其中新兴的浮体式技术受到瞩目。相较于固定式风机,浮体式风机可安装在水深50米深以上区域,能运用外海较为稳定风能,达到更高效率,而且浮体式风机可以在陆上组装,省下工作船成本,预料将是2025年后亚太地区海上风电发展重点项目。
 

欧美前期推动经验

挪威即将建造近期最大的浮体式离岸风场,既上次2009年UNITECH Zefyros by Hywind Technology采用1支2.3MW的风机,这次Hywind Tampen则有11支8MW的风机,深度在260-300米之间,两次都采用Spar-buoy(深水浮筒式)浮台,目前有8个国家拥有即将动工和已经投产的浮体式风场(挪威、葡萄牙、日本、英国、法国、西班牙、爱尔兰和美国)。

浮体式风机与固定式风机最大差异,在于浮体式没有水下基础,转而采用浮台使其可在海上漂浮,DCNS、Ideol、Principle和SBM Offshore分别设计出不同平台种类;且配合系缆将其浮台固定,Bridon International研发出尼龙系缆,比传统钢制系泊链减少30%成本;此外,须维持漂浮稳定度,英国Exeter大学与Vryhof 及TenCate共同研发纺织重力锚碇袋(textiles gravity anchor bags),得以维持海床锚碇稳定度。
 

浮体式技术成本未来下降趋势

依据WindEurope分析,现阶段LCOE(小型示范案场)约180-200欧元/MWh (新台币6.3-7.0元/度),达成最终投资决定(FID, final investment decision)并采用商业化规模案场后,2023-2025年LCOE有望降至80-100欧元/MWh (新台币2.8-3.5元/度),至2030年LCOE更预期可达40-60欧元/MWh (新台币1.4-2.1元/度) 。

浮体式海上风电虽不及固定式拥有大量资本与财务融资,但将是投资者下个目标,发展浮体式取决于港口合适度及基础电网,成本下降则倚赖系泊、电缆和电网进行研究投资。
 

亚太地区浮体式海上风电推动概况

目前在亚太地区,南韩与日本针对浮体式技术有较明确的鼓励措施,台湾、越南、中国大陆对于浮体式风力的相关政策尚未明朗,以下分别就个别国家进行概况说明。

南韩
南韩推广再生能源是用RPS制度,受规范的电力供应商,需要取得一定容量之绿电(REC)凭证,再生能源中海上风电的权重较高,约为2.0~3.5,离岸15km以上权重达3.5,换言之可以建造在离岸较远处的浮体式风机具有优势。
南韩官方产业通商资源部声明2024年12月将完成浮体式系统开发,且会根据2026年第一阶段运营结果,促进以东南地区为中心的4.6GW浮体式风力,目前南韩蔚山皆为浮体式项目,预计2026年会部分商转。

日本
日本目前只有浮体式风力适用36日圆/kWh的趸购费率(FIT),固定式则采竞标,明显看出日本政府高度支持浮体式风力,且日本附近海域多为50米以上水域又被坚硬岩石覆盖,浮体式风力将是解方。

台湾
台湾政府已经为2026年后,浮体式技术进场海上风电区块开发打开大门,目前评估新竹外海为浮体式风力最适场址,新竹人口密度高又为工业园区,海域深度在90米左右,预估采用浮体式平台为Spar-buoy(深水浮筒式)。

越南
越南当前还未声明浮体式相关政策及发展,有待商讨。

中国大陆
中国上海市因应十三五计画,邀请风电厂商及研究机构进行「漂浮式深远海科技项目」试验,虽近期不断有浮体式新闻释出,确切方向还有待「十四五」公布。
 

全球浮体式海上风电推动项目

浮体式风场多以示范风场为主,并多使用Semi-Su(半潜式)为浮体式平台,虽建造复杂及技术难度高,不过,成本介于Spar-buoy(深水浮筒式)和TLP (张力腿式)之间,且安装较其他两者容易,当前采用Semi-Su(半潜式)国家为日本、法国、葡萄牙、爱尔兰和美国。

风场项目

地点

水深

规模(容量)

风机(支)

技术(平台)

企业(平台)

 Hywind I

Norway

150-700 m

2.3 MW

1*2.3 MW

Hywind
(深水浮筒式)

 Equinor

 WindFloat Atlantic   Phase 1

Portugal

50 m以上

2 MW

1*2 MW

WindFloat
(半潜式)

 Principle Power

 Kabashima

Japan

N/A

2 MW

1*2 MW

Hybrid Spar
(深水浮筒式)

Toda Corporation

 Fukushima FORWARD

Japan

N/A

2 MW

1*2 MW

Semi-Sub
(半潜式)

Mitsui Engineering and Shipbuilding

 Fukushima FORWARD

Japan

N/A

7 MW

1*7 MW

V-Shape Semi-Sub (半潜式)

Mitsubishi Heavy Industries

 Fukushima FORWARD

Japan

50 m以上

5 MW

1*5 MW

Advanced Spar (深水浮筒式)

 Japan Marine   United

 Hywind Pilot Park

UK

N/A

30 MW

5*6 MW

Hywind
(深水浮筒式)

 Equinor

 FloatGen

France

N/A

2 MW

1*2 MW

Damping Pool (阻尼池半潜式)

 IDEOL

 IDEOL Kitakyushu   Demo

Japan

N/A

3 MW

1*3 MW

Damping Pool (阻尼池半潜式)

 IDEOL

 Kincardine

UK

N/A

2 MW (其餘48 MW, 2020年投產)

1*2 MW(5*9.5 MW)

WindFloat
(半潛式)

 Principle Power

 TetraSpar   demonstration

Norway

N/A

3.6 MW

1*3.6 MW

TetraSpar
(深水浮筒式)

Steisdal Offshore  Technologies

 WindFloat Atlantic 2

Portugal

85-100 m

25 MW

3*8.3 MW

WindFloat
(半潜式)

 Principle Power

 DemoSATH

Spain

N/A

2 MW

1*2 MW

SATH
(旋转双体船)

 Saitec

Les éoliennes flottantes de Groix and Belle-Île

France

N/A

28.5 MW

3*9.5 MW (V164)

Sea Reed
(半潜式)

 Naval Energies

Les Eoliennes Flottantes du Golfe du Lion

France

N/A

30 MW

3*10 MW (V164)

WindFloat
(半潜式)

 Principle Power

 EolMed (Gruissan)   Pilot  Farm

France

N/A

30 MW

3*10 MW (V164)

Damping Pool (阻尼池半潜式)

 IDEOL

Provence Grand Large

France

N/A

25.2 MW

3*8.4 MW (SWT-8.0-154)

TLP
(张力腿式)

 SBM Offshore

 Goto City

Japan

N/A

22 MW

2-5 MW

Hybrid Spar
(深水浮筒式)

 Toda Corporation

 Hywind Tampen

Norway

N/A

88 MW

11*8 MW

Hywind
(深水浮筒式)

 Equinor

 AFLOWT

Ireland

N/A

6 MW

1*6 MW

Hexafloat
(半潜单柱式)

 SAIPEM

 Aqua Ventus I

USA (Maine)

N/A

12 MW

2*6 MW

VolturnUS
(半潜式)

 University of   Maine

(数据来源:Carbon Trust)
 

总结

南韩发出声明2024年底将完成浮体式系统开发、2026年促进东南地区4.6GW浮体式风力;台湾也在2026年后提供浮体式技术进场空间;越南电力需求将在2025年后一年成长7%以上,相较其他国家高出许多,且越南政府2025年喊出风力2GW的目标,虽不确定浮体式占比,但值得注意。

综观以上,浮体式风力将在2025年掀起高度话题。