風機製造大國德國首座離岸風場 為什麼比鄰國遲到6年?

2017-05-31 08:30

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德國克服重重困難,直到2010年才有第一座離岸風場,比鄰國晚了6年以上,如今,德國的離岸風電將再面對政策轉折的挑戰。圖為2017年3月於德國柏林召開的能源轉型論壇。(顏麟宇攝)

德國克服重重困難,直到2010年才有第一座離岸風場,比鄰國晚了6年以上,如今,德國的離岸風電將再面對政策轉折的挑戰。圖為2017年3月於德國柏林召開的能源轉型論壇。(顏麟宇攝)

為了保護北海沿岸的世界文化遺產,德國不惜放棄成本最低、最容易建風場的地區,讓首座風場晚了鄰國6年才出現。

尹俞歡/柏林報導

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外人或許很難想像,最早推動能源轉型、又是風機製造大國的德國,竟然直到2010年才有第一個離岸風場,比鄰近的丹麥、英國整整晚了6年以上。

「因為德國北海離岸20公里內都沒辦法蓋風場,」德國離岸風電基金會(German Offshore Wind Energy Foundation)執行董事安德烈.華格納(Andreas Wagner)用手指在地圖上的德國北海岸比了個叉。華格納說,北海沿岸已經被聯邦政府劃為國家公園,也是聯合國認證的自然文化遺產,對環保意識高張的德國人來說,風機無論如何都不能裝在這裡。

20170307-德國綠能專題,德國離岸風電基金會Sebastian Boie。(顏麟宇攝)
德國離岸風電基金會執行董事安德烈.華格納表示,北海沿岸已經被聯邦政府劃為國家公園,也是聯合國認證的自然文化遺產,因此風機無論如何都不能裝在這裡。(顏麟宇攝)

為什麼沿岸地區不能蓋風機,會讓德國遲到這麼久?原因出在水深。華格納說明,越靠近岸邊水越淺,固定風機的基樁也因此不需要打太深,結構相對簡單;但一旦離岸超過20公里,基樁深度、結構強度都必須加倍,風機也必須更大支。這對20年前毫無離岸經驗的業者來說,無論是成本或是技術,都是一大考驗。也因此相較英國、丹麥首座風場離岸都不到5公里,20公里沿岸不可以蓋風場的德國,自然面對較難跨越的技術門檻。

市場未出現 硬體建設沒到位 推遲離岸風電發展

更甚者,要建一座小型離岸風場,資金需求上看10億歐元,相當於一座火力電廠,若沒有銀行出手融資,開發者幾乎難以為繼。「離岸跟陸域用的雖然都是風機,但整體生意完全不同!」風機製造商Senvion副總裁辦公室的諾伯.吉瑟(Nobert Giese)直言,就算2005年Senvion已能製造離岸風機,但市場還未出現,各種硬體建設如港口、重型貨輪及變電站等也沒有到位,「前面問題沒解決、就還輪不到我們出手。」

20170313-德國綠能專題,德國漢堡,SENVION風機製造商Norbert Giese專訪。(顏麟宇攝)
風機製造商Senvion副總裁辦公室的諾伯.吉瑟指出,就算2005年Senvion已能製造離岸風機,但市場還未出現,硬體建設也沒到位,「就還輪不到我們出手」。(顏麟宇攝)

種種阻礙,讓德國政府即使在2002年就公布離岸風電發展白皮書,所有人仍按兵不動,僅鼓吹政府提供資金及資源,執行示範計畫。2005年德國政府終於出資成立離岸風電基金會,找來風機製造商、銀行、地方政府、海洋研究學家等相關利害人士加入,並在隔年發給基金會開發風場Alpha Ventus的特別許可。

示範風場離岸遠、難度高 號稱「登月計畫」

既然起跑時間比較晚,那步伐一定得跨得更大才行。為了避開沿岸國家公園及航道,加上考量民眾接受度,基金會最後竟揀定離岸40公里、水深30公尺的海域做為示範風場的設置地點。由於風場位置實在離岸太遠,華格納笑說,有德國官員甚至一度稱Alpha Ventus為「德國的登月計畫」。

本土業者在政府大力相助下,也因此有了首次練兵機會。Alpha Ventus最終由3家大型電力公司E.ON,EWE和Vattenfall共同開發,採用Repower(現改名Senvion)和Areva的5MW風機。資金部分則交由德國政策性銀行、國營銀行德國復興信貸銀行(KfW)提供優惠貸款及融資計畫。

建立開發規範 降低環境傷害

Alpha Ventus除了是測試場域,官方更希望藉此徹底了解離岸風電的自然及社會影響程度,並以此建立未來的離岸風電開發規範。好比在名為RAVE的研究計畫中,施工業者首次在打樁時使用隔音氣泡(bubble curtain)和隔音罩,量測結果也發現這些措施確能有效降低樁柱撞擊海底所造成的強大噪音。政府便規定,接下來所有要在德國海域內建風場的業者,都必須使用隔音氣泡設備。

德國離岸風電專題。德國Alpha Ventus離岸風場。(取自德國離岸風電基金會網站)
Alpha Ventus是德國首座示範離岸風場,所在地離岸40公里、水深30公尺,開發難度極高。(取自德國離岸風電基金會網站)

風機裝好了,功課卻還沒結束。離岸風電基金會與業者在風場運轉後,仍定期監控當地原有的鯨豚、魚類及鳥類數量,了解動物習性是否因風場而產生變化。此外,業者在風機上裝置數千個偵測器,定時測量風速、風向、發電量,了解風和潮汐為風機帶來的影響,所有數值也全都成為德國業者改良施工工法、甚至研發新風機的重要基礎。

風機商轉成效佳 面臨政策轉折挑戰

2010年Alpha Ventus正式商轉,至今平均每年運轉時數達4100小時,裝置係數(發電效率)更高達45%,是陸域風場的兩倍。風場發電狀況良好,加上政府對再生能源採用躉購制度(Feed-in-Tariff, FIT)、以保證價格收購20年,讓越來越多業者決定開發德國的風場,截至今年初官方累計已核准31個風場、2050支的申請,目前也已經有1041支風機正在運轉或建造中,年增量躍居歐洲第一。

20170521-德國離岸風電專題。德國離岸風電現況。-4
 

就在首座示範風場建好後的7年,德國的離岸風電再次迎來一項政策上的大轉折。2014年德國政府選後面對輿論壓力,修改再生能源法案(Renewable Sources Act, EEG),將離岸風電2020年的目標從10GW下修至6到7.5GW;同時選在2017年讓躉購制度退場、改為競標制,意即只有提出最低售電價格的業者,才會獲得風場開發權力。

「我們的政府發展離岸風電也有一些顛簸,有時候實在不是我們所樂見,」儘管在帶有官方色彩的基金會工作,華格納仍不避談德國政府發展離岸風電的問題,直言離岸風電開發風險比較高,政府還是應該提供一定的保證誘因,讓業者安然渡過學習曲線。他也建議,像德國、台灣這樣的離岸風電後進者,不能一味複製其他國家低廉的競標價格,而是要考量各地海床地形、防噪措施、離岸遠近等因素,給出適度的誘因和獎勵,產業才能具備發展能量。

更多內容請看「德國廢核之路-如何向海借電?」專題報導

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