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作者 Sam Lin
更新日期 June 13, 2023

感谢台湾大学马开东教授提供浮式风電技术指导

 

浮式风电无疑是极具潜力的发电技术,深海区丰富的风资源与逐步成型的补贴政策正吸引厂商投入,随着越来越多的资源涌入并进入大规模生产,竞争自然会带来成本下降,但固定式风场的饱合让浮式风场的规模化迫在眉睫,也许产业联合开发计划(Joint Industry Project, JIP)会是促进台湾浮式技术成本下降进程的一个办法。JIP是多家厂商提供各自的资源进行共同研发的一种模式,参与的厂商可以共享研究成果,而在英国已有先例,由Carbon Trust所主导的浮式风电JIP从2016年开始联合17位开发商,在2017年(第二阶段)引入11位浮台设计与风机厂商,共同研究浮式风电达成平价的关键,包含政策、法规、成本敏感性分析、技术与风险,目前仍在进行中。
 

实海域测试采JIP为何有利产业整体发展?

在当前总体环境相对严苛的情况下,我们可以尝试以JIP的模式来进行实海域测试,实海域测试可以视为水槽实验与商业案场之间的过渡,以接近实际大小的浮台在选定海域进行测试,搜集浮台与系泊系统在海中实际的运动模式与疲劳状况,以及风机倾斜对发电效率的影响等等,而这个方式的成本与风险较高,透过JIP让多方参与来分担成本是原因之一,但更重要的是台湾的融资方尚垄罩在部分风场带来的损失与不确定性,社会上对离岸风电前景也有许多质疑的声音,此时如果产业期望银行与政府投入更多资金或更高的趸购费率在新兴的技术上面,最急迫的将是证明浮式技术在台湾海峡的成本下降潜力,而且这件事情仰赖产业的龙头或是积极的开发商,对于其余的厂商是有更高的风险,一旦先行者的项目不如预期,将会加深融资方对此技术的顾忌,并让大众失去对浮式的信心,并对政府提供保證费率抱有疑虑,这都将使后续示范案场的融资难度上升。

 

知識外溢 簡
 

若是我们可以透过促成产官学的合作,带入更多的技术能量,便能将降低项目的风险,透过交流来找出最具潜力的解方,多方参与的模式一方面有利于知识的外溢效果,并合力找出最佳的浮台类型让供应链得以提前布局,且从供应链到开发商都更能辨识与分配风险,另一方面,外溢的知识也更容易流传至银行端,银行越了解这项技术也越容易与开发商达成风险溢酬的共识,有利于示范案场的融资,且当技术有所进展时,银行也更能评估风险下降的程度从而减少要求的风险溢酬。最后,试验过程中,公开透明的成本信息也更有利于政府说服大众为何需要较高的趸购费率,成功的项目也有利于政府说服民众浮式技术的投资是有潜力与必要性的,以获得足够的民意支持推行示范计划,而过程中公开透明的信息则有利于向大众说明趸购费率的计算方式。

实海域测试所能获得的关键信息

在实海域的测试过程中,能获得以下信息加速整个产业的成本下降:

 

實海域測試簡

•    单一还是多家浮台制造厂?
当前台湾浮台制造的解决方案仍局限于干船坞,而全台仅有台船拥有够大的干船坞,但台船也肩负国舰国造的任务,难以同时承担每年数十座浮台的制造重任,透过成功的实海域测试能给增加供应链的投资信心,若在过程中多方对于浮台规格有所共识,也有利于供应链对此引入浮动式船坞,作为干船坞的替代选项,随着更多的厂商进入浮台制造,便能制造竞争避免单一厂商垄断,促成台湾浮台制造成本的下降。

•    系泊缆的数量是否能够缩减?
台湾海峡严峻的地质与气候条件有别于多数浮式案场的条件,由于有台风侵扰的可能,目前在台大浮台的数据仿真的结果中,若浮台需要抵抗50年一遇的风浪,所需要的系缆锚链很可能会高达九条(3X3),增加额外的安装与运输成本,若仅想以三条系缆锚链固定浮台,所需的系缆锚链直径将大幅增加,根本没有锚链制造厂商能够提供。而实海域测试将有利于了解实际系缆系统疲劳的累积的状况,为系缆的数量与布置模式提供更多的可能性,以利于成本的削减。

•    锚锭的选用?与能否共享锚锭?
目前常见的锚锭类型有基桩锚(driven pile anchor)、拖曳锚(drag anchor)、吸力锚(suction pile anchor ),这三种锚都由各自的优缺点与适合的情境,虽然透过大地工程调查,利用地质探钻就能得知该地合适的锚锭类型,但仍然需要透过实海域测时来了解锚锭的受力状况,以利判断是否有机会共享基桩锚或吸力锚来减少成本与外部性,因为锚锭安装需要透过特定的船只或方法,如基桩锚需要打桩船并且会产生噪音影响海洋哺乳类,吸力锚本身制造成本就较基桩锚与拖曳锚来的高、且需要ROV的辅助进行安装。

JIP的实海域测试是一个加速台湾浮式风电发展的办法,虽然实际执行面上必然会遭遇到多个问题,在调和多方利害关系人达成目标一致的过程会十分困难,各开发商必定都有规划中的解决方案,开发商是否愿意尽力促成项目的成功、项目的时程是否能赶在浮式示范计划前搜集足够的数据,这些都需要近一步的讨论与研究,重点还是在整个产业的共同合作,JIP只是选项之一,唯有让台湾的产官学共同参与产业发展的进程,让离岸风电为台湾创造更高的价值与工作机会,将转化为大众对产业支持的力量促成产业成长,也是让产业得以永续发展的关键。