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作者 Sam Lin
更新日期 April 28, 2023

港口在浮式風電中肩負浮台組裝、風機組裝與安裝、運維等任務,但當前浮台的製造尚未標準化帶來不確定性導致港口投資躊躇不定,無論在歐洲或亞太市場,各方都擔心港口很可能成為浮式發展的瓶頸。以下InfoLink會先依照台灣的總體能源發展目標推估整體浮式風電需求,再參考英國數據,推測台灣的港口如何支撐台灣發展的雄心。
 

台灣浮式風電前景簡述

2023年1月經濟部公布浮式風電示範規劃草案,將在2023年底依照技術、財務能力與產學合作計畫評選示範案業者2至3家,單一案場可設置6-12座浮台以驗證浮台間交互作用,可能的選址為新竹、雲林及屏東外海,並於2028年完成風場併網,猜測政府會複製固定式風場的成功經驗,從示範案逐步走向浮式的區塊開發。

政府設計浮式風電示範案是因為浮式風電為台灣能源轉型的必經之路。在「Taiwan’s Offshore Wind Policy & Outlook of Floating Offshore Wind」的報告中,能源局與工研院評估台灣水深50公尺以內的潛在裝置容量有57GW,但具備可行性的僅有11.2GW,若按照台灣2025年5.7GW 以及2026年開始每年1.5 GW的併網目標一直到2035年,最快在2029年開始台灣就必須大規模採用浮式風電。當前在歐洲的Seagreen風場採用套管式水下基礎,水深最深達58.6公尺,因此在地質條件與海域空間使用許可的情況下,台灣可能可以推遲一至兩年才全面採用浮式風電。
 台灣浮台累積數量

為了方便推估我們假設,2028年示範案場順利併網,且2029年或2031年開始全面採用浮式風機。而依照風機大型化步調的差異,每年所需的浮台數量也有所不同,2029年後風機大小預計介於15-20 MW之間,若政策維持每年1.5GW,則每年約需要100-75座浮台。以下會探討台灣當前的港口狀況是否能滿足相關需求,考量技術成熟度、台灣條件以及全球試驗浮台類型,以半潛式做為港口需求條件基準。另外,混泥土製的浮台有其技術潛力與優勢,但礙於篇幅此處僅探討鋼鐵製浮台。
 

港口碼頭數量推估與台灣條件比較

Renewable UK的報告指出,一座整合港(Integration port)必須具備進口泊岸、乾式與濕式儲存區以及整合泊岸。浮台的風機安裝,以及風機的調適工作都會在此完成,兩項作業合併耗時約兩周,因此年產能約是25座。而一座浮台組裝港(Steel assembly port)則需要進口泊岸、儲存區、組裝產線、下水設施,此處預設浮台是透過螺栓組裝(bolted/pinned connections),因此每座浮台大約需耗時六周,而港內將有六區配裝區(Assembly pads)以達成每周產出一座浮台,每年產能約是50座,若是採用焊接的方式,將需要三個月的時間才能產出一座浮台,同時需要更大的後線土地。
 
浮式港口條件比較

若比較2022年浮式公聽會中台灣港務公司評估標準以及英國報告中的港口條件要求,可以發現差異較大的是在後線土地、碼頭長度、承載力要求。後線土地的評估差異應該是來自風機大小的不同,而碼頭長度與承載力要求兩者的差異可能是因為台灣港務港勤合併了整合港與浮台組裝港的條件。整合港相較浮台組裝港需要較長的碼頭長度進行風機安裝及調適、較高的乘載力以負荷起重機與風機零組件的重量,Renewable UK 17MW整合港長度要求為400公尺,承載力要求為20 t/m2,相當接近台灣港務公司的數值的上緣。由於上述雙方評估相近,應可參照英國以及估算的台灣浮台數量,推估台灣最快在2029年開始,需要進入連續性生產的浮台製造港兩座以及整合港四座,但此處需再次強調的是,屆時開發商選用的浮台若必須透過焊接組裝,鑒於焊接浮台相對耗時,需要的浮台製造港數量將會增加。

潛在選項

台灣的浮台製造港尚未確定。台灣港務公司有提供兩個潛在的選項,分別是台中港的南填方區與台北港的「未來綠能及物流產業區預備用地」,前者水深可達16公尺,後者水深可達19公尺,但都仍在環評階段,在快需要等到2026年才能完工,且兩座碼頭防波堤短期內都無法完工,可能影響濕式儲存的空間。

台灣整合港數量相對充足,台中港# 5A與# 5B(總長406公尺)、# 36(總長340公尺)、# 37與# 38(總長580公尺)共三座原先作為固定式風機的零件存放港承載力與碼頭長度、後線土地符合需求,台中港具備轉型為浮式整合港的條件,而#39-#41碼頭也有機會擴增為第四座整合用碼頭。但台中港現有碼頭水深略嫌不足,5A與# 5B、# 36水深僅有 11、12公尺,理想水深應該要到15公尺以上,另外也還需要足夠的濕式儲存空間,在浮台受限於氣候而無法拖至定點時,提供暫存的空間。

雖然整合港數量充足,但若過度集中在台中港也有潛在隱憂,考量到拖航速度與氣候窗72小時內準確度最佳,風場位置與整合港間的距離不宜超過265公里,台中港與屏東外海的潛在浮式風場距離已超過建議距離,而安平港#11碼頭當前作為海龍風場的母港,是一個有潛力的選項,雖然碼頭長度與水深不足(碼頭長度265公尺、水深12公尺),但承載力符合要求(承載力達30噸/平方公尺)。

另外,整合港將需要吊掛能力極強的起重機,17MW的風機機艙重量可達800噸以上,輪鼓高度可能接近150公尺,目前市場上符合規格的量能非常有限。因此港口也遇到風機裝船相同的困境,如此規格起重機造價將超過8,000萬美金,這筆不斐的資本支出很可能會因為風機大型化而失去價值,雖然可以透過租賃的方式將風險轉移給起重機的提供者,但其他產業鮮少需要此種規格的起重機,租期結束或是因不符風機規格遭淘汰後,找到其他的租客將是一大難題,且當全世界港口都在爭搶高規格的起重機時,租金也將水漲船高,因此起重設備很可能成為浮式風電發展的瓶頸之一。

距離全面進入浮式風電台灣尚有6年以上的時間準備,這個時間看似充裕,但需注意港口從評估到完成建設到進入運轉階段大約就需要5年半到7年的時間,浮台製造港的用地尚未確定,具備碼頭的世紀鋼與台船也表示過對浮台製造市場的興趣,可能有助於緩解浮台製造量能不足的問題。台灣雖然在整合港已有固定式母港的基礎,但有能力吊掛15MW以上風機的起重設備過於昂貴,政策確定性與開發商的行動很大程度的影響了港務公司的投資意願;此外,固定式母港屆時將十分繁忙,如何平順地轉變為浮動整合港也會是挑戰之一。

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