浮動式離岸風力若能克服成本、設計與漁業反對之障礙,將可成為重要的再生能源

日期:2021.08.29

世界第一個浮動風電場在蘇格蘭亞伯丁郡離岸15英里處的北海風暴水域,設置5座浮動式離岸風力渦輪機,在海面上延伸574英尺(175公尺),此30 MW風場為挪威Equinor公司所有,2017年運轉但已打破英國的發電記錄。雖然大多數離岸風力渦輪機皆固定在海底,限於約165英尺深度,但浮動式渦輪機則透過繫泊線栓於海底,其巨大結構在陸地上組裝,再以船拖出海,能在風力較強的深水區安裝,可提升海洋再生風力發電。近80%的潛在離岸風電位於更深水域,且有助於避免風電因破壞景觀而受到反對之衝突。浮動式離岸風電尚處於初期階段:全球約32 GW離岸風電裝置容量中,僅約80 MW (0.25%)是浮動式。但部分專家認為,若此新技術能克服成本、設計與漁業反對的障礙,將可成為重要的再生能源。


在離岸風電發展上,美國落後於歐洲,但情況可能轉變。拜登已承諾2030年前建造超過30 GW離岸風電,能源部表示已投資超過1億美元研發浮動式技術,試圖建立美國領先地位。美國東海岸的風與相對淺的水域,為離岸風電計畫的優先選址,例如最近批准的離岸大型葡萄園風力(Vineyard Wind)。而西岸海域大多太深,不適合固定平台渦輪機,而希望推展浮動式。5月時,拜登政府與加州州長宣佈加州將導入浮動式離岸風力計畫,確定兩個設置地點:莫羅灣(Morro Bay)西北近400平方英里區域,可容納380座浮動風力渦輪機,另一地點位於洪堡灣(Humboldt Bay)北方。估計這些計畫可為電網提供高達4.6 GW潔淨電力,足供160萬戶家庭用電。據IEA估計,世界欲步上2050年碳中和路徑,需於2030-2050年期間每年增加390 GW風電(其中80GW為離岸)。與目前裝置量差距甚大,尤其是離岸風電2020年裝置容量剛超過6GW,然而在成本下降與各國欲實現氣候目標下,風電持續成長中。據估計,挪威、葡萄牙、韓國與日本等國,正在設置或規劃浮動式風力計畫,合計建造中裝置量超過26GW。


德州大學Michael Webbber教授表示,毫無疑問風力是淨零排放重要解決方案之一,但浮動式可能需要時間擴大規模,預計陸域風力與固定式離岸風力將在未來十年占據主導地位。成本是浮動式離岸風力發展障礙之一,發電成本約是固定式兩倍,惟預期隨技術進步與供應鏈提升,成本將下降。美國國家再生能源實驗室(NREL)估計,浮動式渦輪機計畫約可於2030年達到與固定式的成本平價。惟面臨問題是浮動式有多款設計,德國Stuttgart大學Po Wen Cheng認為,若浮動式風力欲降低成本,就不應有多款不同設計。另一障礙為部分漁業對離岸風力可能干擾其設備、阻礙捕魚區並對其生計產生負面影響之關切。美國第一個浮動式風電場可能最終設在緬因州,目前緬因大學、RWE再生能源公司與三菱子公司鑽石離岸風電公司(Diamond Offshore Wind)正在開發12MW的小型示範計畫。然而,此計畫面臨龍蝦漁民大力反對,認為渦輪機干擾其業務。7月時雙方達成妥協:示範計畫將持續進行,但州議會批准禁止在州水域新建工業風力計畫,直至2031年3月。NREL的Walt Musial表示,即使沿東海岸或西海岸大規模布建離岸風力,也只占據海洋的一小部分,惟需持續進行良好溝通,確保最佳共存。