技師報於85年11月18日土木日創刊 新聞局出版事業登記證局版省報字第48號 | ||||
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馬俊強 技師 從梅姬颱風重創台灣風機談起 2016年9月27日中度颱風梅姬襲台,造成418萬戶停電,也將台電位於高美濕地的風機,破壞到體無完膚,三根葉片中,兩根完全斷裂,一根剩下不到三分之一(圖1) 。
圖1 梅姬颱風造成台電位於高美濕地的風機嚴重受損(台電資料) 根據中央氣象局統計,梅姬颱風前,新竹香山、苗栗苑裡、台中梧棲等觀測站,9月20日每小時平均風速加總為25.19m/sec;梅姬過後,10月14日總平均風速為27.07m/sec。據台電紀錄,後者風速較高,但其風力發電量反而較前者為低,主要原因為梅姬颱風重創台灣風機。而這次颱風造成受損的風機,幾乎都是台電所有;風力發電商英華威公司表示,颱風未造成該公司風機損害。 此期間,中國土木水利學會工程景觀委員會張武訓主委來電,表示要組團參訪後龍的「獨立電網風、光、氫能源互補實驗綠能屋」,筆者旋推薦能隨團順道參訪風力發電商英華威公司的竹南風場。也感謝英華威公司開發規劃葉文村總監、和公共事務張雅惇經理的隨團導覽與解說。茲以本文介紹台灣最大風力發電商的風機及其營運(圖2)。
圖2 中國土木水利學會工程景觀委員會參訪英華威竹南風場(馬婉容攝) 英華威是台灣最大的風力發電商 英華威公司是德國的電力開發廠商,於1996年成立以來,一直與其集團在世界各地開發風能。因為台灣具有全世界前三名風力資源優勢,而且台灣的自產能源僅3%,尚待開發,英華威致力於綠色能源發展來台投資,從2005年第一座風場在苗栗大鵬正式完工發電,至今在台灣各風場亦已興建完成了160座風力機組,裝置容量超過355MW(百萬瓦),是台灣最大的風力發電商。 本次參訪的風場為英華威竹南風場,位於龍鳳漁港旁,採用德國第一大風機廠ENERCON的風機: 機型:ENERCON E-70,單機容量:2.0MW 機艙高度:64公尺,輪轂直徑:71公尺 基礎直徑:19.1公尺,深:2.8公尺 風機坐落土地非英華威公司自有,係向林務局租地,每座風機租地範圍25公尺*25公尺。每座風機初期建置及20年維運成本約1.6億台幣,風機壽命概估可達25年。 台電收購陸域大型風機電力有夠便宜 依據台電公司公開資訊,台電在火力、水力、核能、風力、太陽光電等,2015年電力每度電平均成本(含自力發電及外購電力)為2.1元。台電公司2015每度購電價格:燃煤2.05元,燃氣3.29元,太陽光電6.66元,風力發電2.26元(如下表)。
在用電方面, 2015年我國住宅電價每度電平均為2.87元,為全球第三低;工業電價每度電平均為2.76元,為全球第八低。 台電依據2003年公布的「台電再生能源電能收購作業要點」,及經濟部當年度公告的再生能源躉購費率,於2007~2015年間,以每度電力2.0~2.67元的價格,向英華威購買風力發電,保證收購價20年。而台電自辦風力發電,2015年每度電力平均成本為2.5元。 英華威原估算其風能開發投資可於14年回收,惟該公司認為台電收購價格偏低,預期投資回收期將會延長。民間公司投資再生能源發電,除了保護環境愛護地球之心外,最終的目的應該是將本求利,更何況是外資企業。英華威能夠承受如此價格,想必有其獨特的競爭力及長遠的布局。 英華威風力發電的競爭力 一架風力機基本造價都差不多,但在風大跟風小的地方,發電成本會不一樣。台灣地區陸地上風場,年平均風速達5~6m/sec 以上的強風區域,超過2,000平方公里,國內風力發電的年滿發電時數約2,500小時,具有高風力資源優勢,這是英華威投資台灣風力發電的主要考量。 但台灣也是一個天然災害高風險國家,偶而的地震與每年的颱風,都會造成災害。風機低風速時不會動不發電,超過極限風速也會自動煞停自我保護不發電,風速過大也可能造成風機構件的損壞,如何確保風機的可靠度,是風力發電上最大的挑戰。 英華威是電力開發商,其向供應商ENERCON採購風機,簽有15年的維運合約,風機供應商保證提供97%的妥善率。ENERCON公司為此在台灣培訓及常駐有70人的服務團隊,可以24小時到場維護。 ENERCON E70機型的啟動風速2.5m/sec (2級風)、風速達15m/sec(7級風)滿載發電、風速超過25m/sec後(10級風),啟動暴風控制(Storm Control)保護系統,直到超過34m/sec (12級風、約中度颱風)才完全停下(圖3)。以2015年蘇迪勒颱風為例,暴風襲擊台灣西岸的24小時當中,英華威風場真正停機的累計時間,約僅半小時左右。
圖3 ENERCON E70 風機發電效率曲線圖(ENERCON官網)
因為有嚴謹的維運保證要求,才能有效降低風場營運期間的風險,從這次梅姬颱風來襲,英華威風機仍然正常運作可看出其發電效益;對英華威而言,雖然相對成本較高,然而對其穩定發電、專案融資、公共安全等都有極大的保障。 風力發電在台灣的機會 聯合國於2015年底,於法國巴黎召開全球氣候大會(COP21)並通過巴黎協定,各國皆提出減碳規劃,我國亦設定2030年總溫室氣體排放減量50%,全國各界須上下一心全力投入,才能達成此一目標。 台灣目前政策朝向非核家園,核四停建,核一、二、三廠也不延役。核能目前在台灣的發電佔比約為16%,將由再生能源取代,預計2025年再生能源發電比率要達到20%。 行政院也已通過《電業法》修正草案,第一階段採「綠能先行」,開放再生能源開發商,可透過直接拉電源線到用戶,或經台電輸配電電力網代輸等方式賣電給用戶。用戶也可以自己選擇跟誰買電,購買可認證的綠電。 再生能源中,台灣的水力開發已達極限,成長不大;太陽能發電需大量土地且成本相對較高。而台灣具有非常優勢的風場,風力發電最有機會。 目前台灣地區風大的地方,如外島的澎湖,本島的新北市到彰化縣,幾乎已被英華威、台電佔滿風機。爾後預期台電將提高購買風力發電的價格,台灣比較次要的風場,如雲林、嘉義、台南、高雄、屏東縣至墾丁一帶,將也有開發風力發電的機會,更會成就台灣陸域風力發電的規模及經濟效益。 另根據工研院綠能與環境研究所的評估,台灣的海域風能可達陸域風能的兩倍以上。行政院於2012年2月核定「千架海陸風力機」計畫,以「先開發陸域風場,續開發離岸風場」作為推動策略,逐步帶動風電發展由陸域推向離岸。就在2016年10月,上緯企業轉投資的海洋風力發電公司,第一階段兩座示範風機,已於竹南龍鳳漁港南側海岸,約2.5公里外海處安裝完畢(圖4),裝置容量8MW,預計2016年底可完工,2017年首季可商轉,讓我們拭目以待。
圖4 海洋風電離岸風機(經濟部網站) 參考文獻 [1] 台電公開資訊 http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_info01.aspx [2] 英華威官網 http://www.infra-vest.com/ [3] ENERCON官網 http://www.enercon.de/en/secervice/ |
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