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作者 Sam Lin
更新日期 April 28, 2023

港口在浮式风电中肩负浮台组装、风机组装与安装、运维等任务,但当前浮台的制造尚未标准化带来不确定性导致港口投资踌躇不定,无论在欧洲或亚太市场,各方都担心港口很可能成为浮式发展的瓶颈。以下InfoLink会先依照台湾的总体能源发展目标推估整体浮式风电需求,再参考英国数据,推测台湾的港口如何支撑台湾发展的雄心。
 

台湾浮式风电前景简述

2023年1月经济部公布浮式风电示范规划草案,将在2023年底依照技术、财务能力与产学合作计划评选示范案业者2至3家,单一案场可设置6-12座浮台以验证浮台间交互作用,可能的选址为新竹、云林及屏东外海,并于2028年完成风场并网,猜测政府会复制固定式风场的成功经验,从示范案逐步走向浮式的区块开发。

政府设计浮式风电示范案是因为浮式风电为台湾能源转型的必经之路。在「Taiwan’s Offshore Wind Policy & Outlook of Floating Offshore Wind」的报告中,能源局与工研院评估台湾水深50公尺以内的潜在装置容量有57GW,但具备可行性的仅有11.2GW,若按照台湾2025年5.7GW 以及2026年开始每年1.5 GW的并网目标一直到2035年,最快在2029年开始台湾就必须大规模采用浮式风电。当前在欧洲的Seagreen风场采用套管式水下基础,水深最深达58.6公尺,因此在地质条件与海域空间使用许可的情况下,台湾可能可以推迟一至两年才全面采用浮式风电。
 台灣浮台數量_簡
为了方便推估我们假设,2028年示范案场顺利并网,且2029年或2031年开始全面采用浮式风机。而依照风机大型化步调的差异,每年所需的浮台数量也有所不同,2029年后风机大小预计介于15-20 MW之间,若政策维持每年1.5GW,则每年约需要100-75座浮台。以下会探讨台湾当前的港口状况是否能满足相关需求,考虑技术成熟度、台湾条件以及全球试验浮台类型,以半潜式做为港口需求条件基准。另外,混泥土制的浮台有其技术潜力与优势,但碍于篇幅此处仅探讨钢铁制浮台。
 

港口码头数量推估与台湾条件比较

Renewable UK的报告指出,一座整合港(Integration port)必须具备进口泊岸、干式与湿式储存区以及整合泊岸。浮台的风机安装,以及风机的调适工作都会在此完成,两项作业合并耗时约两周,因此年产能约是25座。而一座浮台组装港(Steel assembly port)则需要进口泊岸、储存区、组装产线、下水设施,此处预设浮台是透过螺栓组装(bolted/pinned connections),因此每座浮台大约需耗时六周,而港内将有六区配装区(Assembly pads)以达成每周产出一座浮台,每年产能约是50座,若是采用焊接的方式,将需要三个月的时间才能产出一座浮台,同时需要更大的后线土地。
 
港口條件_簡

若比较2022年浮式公听会中台湾港务公司评估标准以及英国报告中的港口条件要求,可以发现差异较大的是在后线土地、码头长度、承载力要求。后线土地的评估差异应该是来自风机大小的不同,而码头长度与承载力要求两者的差异可能是因为台湾港务港勤合并了整合港与浮台组装港的条件。整合港相较浮台组装港需要较长的码头长度进行风机安装及调适、较高的乘载力以负荷起重机与风机零组件的重量,Renewable UK 17MW整合港长度要求为400公尺,承载力要求为20 t/m2,相当接近台湾港务公司的数值的上缘。由于上述双方评估相近,应可参照英国以及估算的台湾浮台数量,推估台湾最快在2029年开始,需要进入连续性生产的浮台制造港两座以及整合港四座,但此处需再次强调的是,届时开发商选用的浮台若必须透过焊接组装,鉴于焊接浮台相对耗时,需要的浮台制造港数量将会增加。

港口選項_簡

台湾的浮台制造港尚未确定。台湾港务公司有提供两个潜在的选项,分别是台中港的南填方区与台北港的「未来绿能及物流产业区预备用地」,前者水深可达16公尺,后者水深可达19公尺,但都仍在环评阶段,在快需要等到2026年才能完工,且两座码头防波堤短期内都无法完工,可能影响湿式储存的空间。

台湾整合港数量相对充足,台中港# 5A与# 5B(总长406公尺)、# 36(总长340公尺)、# 37与# 38(总长580公尺)共三座原先作为固定式风机的零件存放港承载力与码头长度、后线土地符合需求,台中港具备转型为浮式整合港的条件,而#39-#41码头也有机会扩增为第四座整合用码头。但台中港现有码头水深略嫌不足,5A与# 5B、# 36水深仅有 11、12公尺,理想水深应该要到15公尺以上,另外也还需要足够的湿式储存空间,在浮台受限于气候而无法拖至定点时,提供暂存的空间。

虽然整合港数量充足,但若过度集中在台中港也有潜在隐忧,考虑到拖航速度与气候窗72小时内准确度最佳,风场位置与整合港间的距离不宜超过265公里,台中港与屏东外海的潜在浮式风场距离已超过建议距离,而安平港#11码头当前作为海龙风场的母港,是一个有潜力的选项,虽然码头长度与水深不足(码头长度265公尺、水深12公尺),但承载力符合要求(承载力达30吨/平方公尺)。

另外,整合港将需要吊挂能力极强的起重机,17MW的风机机舱重量可达800吨以上,轮鼓高度可能接近150公尺,目前市场上符合规格的量能非常有限。因此港口也遇到风机装船相同的困境,如此规格起重机造价将超过8,000万美金,这笔不斐的资本支出很可能会因为风机大型化而失去价值,虽然可以透过租赁的方式将风险转移给起重机的提供者,但其他产业鲜少需要此种规格的起重机,租期结束或是因不符风机规格遭淘汰后,找到其他的租客将是一大难题,且当全世界港口都在争抢高规格的起重机时,租金也将水涨船高,因此起重设备很可能成为浮式风电发展的瓶颈之一。

距离全面进入浮式风电台湾尚有6年以上的时间准备,这个时间看似充裕,但需注意港口从评估到完成建设到进入运转阶段大约就需要5年半到7年的时间,浮台制造港的用地尚未确定,具备码头的世纪钢与台船也表示过对浮台制造市场的兴趣,可能有助于缓解浮台制造量能不足的问题。台湾虽然在整合港已有固定式母港的基础,但有能力吊挂15MW以上风机的起重设备过于昂贵,政策确定性与开发商的行动很大程度的影响了港务公司的投资意愿;此外,固定式母港届时将十分繁忙,如何平顺地转变为浮动整合港也会是挑战之一。
 

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