臺(tái)灣離岸風(fēng)電的蘊(yùn)藏量有多少？

        臺(tái)灣離岸風(fēng)電蘊(yùn)藏量有多少，各方顯然有許多不同的見(jiàn)解，情況可比近日熱門(mén)的電視劇《武媚娘傳奇》還要曲折離奇。美國(guó)國(guó)家再生能源研究所(NREL,2012)認(rèn)為有652.28GW(1,000公尺水深以?xún)?nèi))，熊正揚(yáng)的臺(tái)大碩士論文認(rèn)為有61.52GW(40公尺水深以?xún)?nèi))，工研院綠能所在2011年的時(shí)候認(rèn)為臺(tái)灣可行的容量是6.2GW(50公尺水深以?xún)?nèi))，到了2013年綠能所推翻自己的看法，認(rèn)為臺(tái)灣的離岸風(fēng)電可安裝面積達(dá)5,640平方公里，總設(shè)備容量達(dá)29.37GW。本文嘗試用2014年歐洲最新風(fēng)場(chǎng)規(guī)劃 技術(shù)的角度，來(lái)說(shuō)明臺(tái)灣離岸風(fēng)電的蘊(yùn)藏量。 NREL估算值樂(lè)觀(guān) 美國(guó)NREL把臺(tái)灣的離岸風(fēng)電根據(jù)三種不同的水深做區(qū)分。認(rèn)為30公尺以?xún)?nèi)蘊(yùn)藏44.74GW(年度平均容量因素大于46%)，30-60公尺水深蘊(yùn)藏69.06GW(年度平均容量因素大于46%)。合計(jì)60公尺以?xún)?nèi)蘊(yùn)藏量是113.8GW。水深在60公尺以上通常使用浮體式基座(floatingfoundation)，臺(tái)灣共蘊(yùn)藏538.48GW，其中容量因素在42-46%的有39.4GW，容量因素大于46%的有498.9GW。如果在2030年以前開(kāi)發(fā)完畢固定式基座的離岸風(fēng)電，總蘊(yùn)藏量應(yīng)該是113.8GW，潛力十分龐大。 熊正揚(yáng)假設(shè)使用4MW離岸風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)間距為330公尺(3D)乘以660公尺(6D)?？鄢豢墒褂妹娣e之后，水深20公尺內(nèi)離岸風(fēng)機(jī)使用40%面積(可用面積679平方公里)，水深20-40公尺離岸風(fēng)機(jī)使用80%面積(可用面積2,670平方公里)，可用總面積約3,350平方公里(平均數(shù)字18.36MW/Km2)。認(rèn)為20公尺水深可安裝12.48GW，年發(fā)電量42,741GWh(容量因素39.10%)。20-40公尺水深可安裝49.04GW，年發(fā)電量205,567GWh(容量因素47.85%)。合計(jì)設(shè)備容量61.52GW，年發(fā)電量248,308GWh(平均容量因素46.08%)。 (Source：熊正揚(yáng),2012年,臺(tái)灣再生能源動(dòng)態(tài)蘊(yùn)藏量評(píng)估與供電模式分析,國(guó)立臺(tái)灣大學(xué)工學(xué)院應(yīng)用力學(xué)研究所碩士論文) 綠能所前后數(shù)據(jù)落差大 工研院綠能所的數(shù)據(jù)變化很大，讓人無(wú)所適從，不知道應(yīng)該相信哪一個(gè)版本?在2011年的時(shí)候，綠能所的數(shù)據(jù)認(rèn)為50公尺以下的水深，可用面積達(dá)8,326.2平方公里，裝機(jī)潛力達(dá)57GW(平均數(shù)字6.85MW/Km2)，但很不幸地可行的(feasible)部分僅有6.2GW(平均數(shù)字0.74MW/Km2)。到了2013年綠能所推翻自己的看法，認(rèn)為可行的部分達(dá)29.37GW(平均數(shù)字3.53MW/Km2)，相差3.74倍。 我們從“臺(tái)灣2050能源供需情境模擬器”的網(wǎng)站上，找到工研院綠能所2013年最新的離岸風(fēng)電潛力預(yù)估。綠能所認(rèn)為最大可安裝面積為5,640平方公里，設(shè)備容量29.37GW(平均數(shù)字5.21MW/Km2)。 整理以上各方的估計(jì)，可安裝面積有3,350平方公里(熊正揚(yáng))、5,640平方公里(ITRI)、8,326公里(ITRI)。平均每平方公里的設(shè)備容量有0.74(ITRI,2011)、3.53(ITRI,2011)、5.21(ITRI,2013)、6.85(ITRI,2011)、18.36(熊正揚(yáng),2012)。數(shù)字差異變化很大，宛如羅生門(mén)。 風(fēng)場(chǎng)密度攸關(guān)蘊(yùn)藏量 根據(jù)經(jīng)濟(jì)部能源局在2015年2月2日召開(kāi)的“離岸風(fēng)電區(qū)塊開(kāi)發(fā)公告前過(guò)渡期間作法第二次座談會(huì)”的資料顯示，研擬推動(dòng)機(jī)制要求每平方公里不得低于5MW。所以工研院早期提出的數(shù)字0.74MW/Km2與3.53MW/Km2都是錯(cuò)誤的數(shù)字，正確數(shù)字應(yīng)該在5MW/Km2以上。 根據(jù)荷蘭能源研究中心(EnergyResearchCentreoftheNetherlands,ECN)于2014年6月發(fā)布對(duì)于Borssele地區(qū)離岸風(fēng)場(chǎng)的效率評(píng)估報(bào)告，離岸風(fēng)場(chǎng)的密度約是6-9MW/Km2。評(píng)估模式考慮Siemens6MW與MHIVestas的8MW離岸風(fēng)機(jī)，在不同的風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)(layout)之下，風(fēng)場(chǎng)密度(WindFarmDensity,MW/Km2)差異竟達(dá)到50%?？梢?jiàn)得就算使用高效率且低成本的大型離岸風(fēng)機(jī)，還是要非常重視風(fēng)場(chǎng)的設(shè)計(jì)，才能夠達(dá)到預(yù)期的效果。 (Source：ECN,2014,QuickscanwindfarmefficienciesoftheBorsselelocation,ECN-E–14-050) 由于熊正揚(yáng)的18.36MW/Km2與歐洲的6–9MW/Km2差距甚大，因此本文后面的估計(jì)，排除熊正揚(yáng)的數(shù)字。有關(guān)可安裝面積的估計(jì)，則使用工研院的數(shù)字，因?yàn)槠浒牍俜降纳?，面積數(shù)字已經(jīng)與其他政府機(jī)關(guān)討論過(guò)，應(yīng)該與真實(shí)情況不會(huì)差距太遠(yuǎn)。工研院的面積數(shù)字，多數(shù)碼于水深淺處，使用固定基座的離岸風(fēng)機(jī)。美國(guó)NREL則考慮了深水處(如臺(tái)灣東方海域)使用浮體式離岸風(fēng)機(jī)的狀況，因此兩者數(shù)字差距甚大。 考慮到目前已經(jīng)商業(yè)化的固定基座離岸風(fēng)機(jī)，以及臺(tái)灣海峽實(shí)際可以安裝的面積，加上歐洲的經(jīng)驗(yàn)，估算出來(lái)臺(tái)灣離岸風(fēng)電蘊(yùn)藏量約在33.84~74.93GW之間。這是在2030年以前確實(shí)存在的蘊(yùn)藏量，使用Siemens6MW或MHIVestas8MW的離岸風(fēng)機(jī)就可以辦到了，臺(tái)灣只要積極布建離岸風(fēng)電，不難實(shí)現(xiàn)非核家園，時(shí)間就在2030年。 離岸風(fēng)場(chǎng)的開(kāi)發(fā)商必須具備風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)規(guī)劃能力，將風(fēng)場(chǎng)密度提高到6-9MW/Km2，才會(huì)具備成本競(jìng)爭(zhēng)力。9MW/Km2的風(fēng)場(chǎng)年度發(fā)電量會(huì)比6MW/Km2的風(fēng)場(chǎng)還要多出43%。根據(jù)筆者的技術(shù)預(yù)測(cè)顯示，浮體式離岸風(fēng)機(jī)的技術(shù)將在2020年以后成熟，因此到了2050年，技術(shù)發(fā)展就足以讓臺(tái)灣東海岸安裝離岸風(fēng)機(jī)，可安裝的設(shè)備容量將輕松超越100GW。同樣是對(duì)于2050年臺(tái)灣可安裝離岸風(fēng)電設(shè)備容量的預(yù)測(cè)，2050年模擬器認(rèn)為僅有29GW，筆者認(rèn)為會(huì)超過(guò)100GW，預(yù)估的數(shù)字是工研院綠能所的3倍以上。 有關(guān)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的環(huán)保解決方案，敬請(qǐng)關(guān)注中國(guó)能源網(wǎng)近斯即將召開(kāi)的會(huì)議： www..com/news/news-898765-0.html