海愈深愈有优势,浮动式离岸风电将成台湾发展机会

离岸风电为台湾再生能源计划重点,随着不断开发,离陆地最近的近海海域空间会先开发完毕,因此未来的风电势必会朝深海前进、面对更广阔的开发空间。与此同时,风电技术更持续变革,逐步演变成“浮动式”离岸风电,这也是台湾技术发光发热的好时机。

近海热门海域开发渐渐饱和后,预计2026年后第三阶段区块开发将有离岸风场开发到50米水深以上海域,若采用传统的固定式风机,不仅得开发出更高大的风机,塔架、水下基础也得更加粗壮与牢固,随之提高初期成本。

WEA 2023,一窥MIT浮动式离岸风电全新技术及商机

在本届WEA 2023亚太国际风力发电展上,船舶暨海洋产业研发中心首席执行官周显光便指出,浮动式离岸风机优势在于:当水深变深,只要加长系泊缆线即可,浮台就好比一艘船,水深愈深浮式风机更具有竞争力,且大部分的海洋都是深水海域,势必将成为未来趋势。

且要提高浮式风机在海上的稳固程度,一定得扩大风机规模,也需要因地制宜、在台湾制造。周显光强调:“我们都知道浮式风机是未来,但各国仍在开发该技术,没有标准化制程,因此台湾可以利用自身最成熟、最有成本效益的方法设计浮式风机。”在这样的理念之下,台湾大学能源中心、台船与财团法人船舶中心也在WEA 2023亚太国际风力发电展携手打造“浮式风机产业团队主题馆”,展示了台湾创新半潜式浮台设计。

周显光指出,浮式风机2030年就会爆发性的增长,但在那之前,还有2028年的示范浮式风电计划并网,用以查看台湾的供应链、运输与港口,以及测试产业跟社会的承受度,才可以即时加强。

然而,当前台湾浮式风机设计的挑战在于“原型系统海上验证”。有良好的设计概念,但仍要制造一只够大的风机放在海上测试,最终才有机会商业化,过程需要大量资源投入。周显光表示,该团队所设计开发的半潜式浮台系泊系统,完全是以台湾的产业环境、生生产机制造能量、供应链与港口为设计,并能抵御50年一遇的强烈台风,在风浪中浮台也能保持平衡。

船舶中心所设计的浮台,目前的模型为1:70 ,最终的三角浮台长可达80米,可以装10~15MW的风机。(Source:WEA 2023)

周显光表示,过去固定式风机本土化遇到的挑战在于,风机都是欧洲设计,采用欧洲的材料与工法,但台湾有着优秀的造船经验,优秀的生产量能,若能发展出自己的一套系统后,未来的浮动式离岸风电技术也能外销到邻近国家。

周显光表示,目前的模型为1:70 ,最终的三角浮台长可达80米,可以装10~15MW的风机,目前已经完成半潜浮动式离岸风机的原型机海域实测,预计明年开始制造,2025年在海上测试,有机会衔接上浮式风机示范计划。

提及优秀的造船能力,前身为造船系的台大工程科学及海洋工程学系,也有推出新一代的离岸风电浮动平台设计,团队与台船、船舶中心研究人员和工程师们响应经济部前瞻计划以及科技部绿色能源研发计划,共同组成设计团队,目标开发设计可承载15MW风机的半潜式浮台。

团队完成了载台的初步设计,命名为“台大浮台(TaidaFloat)”,同时还有相对应的系泊锚碇系统,工程科学及海洋工程学系团队成员云在天指出,团队开发的浮台设计优点在于有办法100%本土化,浮台全部都用平板而非软板组成,当地上銲接完成后到船屋装配即可,过程都可自动化完成,一周的时间就可以銲接完成。

台大工程科学及海洋工程学系团队设计的“台大浮台”,不需复杂焊接工法,可100%本土全自动化制造。(Source:科技新报)

之所以不需要复杂的銲接工法,是因为台大浮台的设计将浮台圆形柱子改成不规则六角形立柱,因此不用弯板机耗时、耗工地建造大型圆柱,銲接也都转变成可采自动或半自动的面銲接

最后构思的平板设计除了便于制造,六角形立柱也方便工作船停靠,平板平台也提供人员宽敞且连续的作业空间。

面对未来的浮动式风力发电趋势,台英风电副总经理王奕仁指出,从一开始的厂址调查到工作期间的支持后期、运维,替产业服务外,近期目标积极往海外发展,未来也会与英国在浮动式技术的电缆、浮台有交流。

离岸风电是台湾再生能源不可或缺的一环,将提供未来庞大的绿色能源电力,经济部能源局长游振伟也表示,台湾风场分三阶段开发,目前已有2个风场并联发电,去年和今年也将有7个风场正在赶工中,去年底的区块开发第一阶段也已遴选6个风场,从2026年开始,台湾将年发布1.5GW的风电能源,预计在2035年之前,风电将超过20GW。

大厂汇聚,WEA 2023精准串联国际风电产业链

而“亚太国际风力发电展”如今已经迈进第五年,汇聚风力发电产业,创建产业关系网络,聚集上、中、下游风力发电产业供应链,并结合码头区海陆双展,展示在风场穿梭的人员运输船,其中韩国浮动式激光雷达观测与评估海象气象锡泰克Seatech、泰国人员运输船Marsun Public Company and Limited以及越南石油与天然气承承包商PTSC更是首度参展。

此次展会也吸引荷兰、丹麦、英国、挪威、法国等国际馆;荷兰、丹麦、挪威、英国、法国、意大利、西班牙、日本、美国、德国、泰国、越南、新加坡及台湾等121家参展商,超过270个展位规模,今年更有高达22家新进台湾供应链厂商,成为精准对接国际风电产业的重要舞台。

(首图来源:WEA 2023)