台湾离岸风电的蕴藏量有多少？

        台湾离岸风电蕴藏量有多少，各方显然有许多不同的见解，情况可比近日热门的电视剧《武媚娘传奇》还要曲折离奇。美国国家再生能源研究所(NREL,2012)认为有652.28GW(1,000公尺水深以内)，熊正扬的台大硕士论文认为有61.52GW(40公尺水深以内)，工研院绿能所在2011年的时候认为台湾可行的容量是6.2GW(50公尺水深以内)，到了2013年绿能所推翻自己的看法，认为台湾的离岸风电可安装面积达5,640平方公里，总设备容量达29.37GW。本文尝试用2014年欧洲最新风场规划 技术的角度，来说明台湾离岸风电的蕴藏量。 NREL估算值乐观 美国NREL把台湾的离岸风电根据三种不同的水深做区分。认为30公尺以内蕴藏44.74GW(年度平均容量因素大于46%)，30-60公尺水深蕴藏69.06GW(年度平均容量因素大于46%)。合计60公尺以内蕴藏量是113.8GW。水深在60公尺以上通常使用浮体式基座(floatingfoundation)，台湾共蕴藏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年以前开发完毕固定式基座的离岸风电，总蕴藏量应该是113.8GW，潜力十分庞大。 熊正扬假设使用4MW离岸风机，风机间距为330公尺(3D)乘以660公尺(6D)。扣除不可使用面积之后，水深20公尺内离岸风机使用40%面积(可用面积679平方公里)，水深20-40公尺离岸风机使用80%面积(可用面积2,670平方公里)，可用总面积约3,350平方公里(平均数字18.36MW/Km2)。认为20公尺水深可安装12.48GW，年发电量42,741GWh(容量因素39.10%)。20-40公尺水深可安装49.04GW，年发电量205,567GWh(容量因素47.85%)。合计设备容量61.52GW，年发电量248,308GWh(平均容量因素46.08%)。 (Source：熊正扬,2012年,台湾再生能源动态蕴藏量评估与供电模式分析,国立台湾大学工学院应用力学研究所硕士论文) 绿能所前后数据落差大 工研院绿能所的数据变化很大，让人无所适从，不知道应该相信哪一个版本?在2011年的时候，绿能所的数据认为50公尺以下的水深，可用面积达8,326.2平方公里，装机潜力达57GW(平均数字6.85MW/Km2)，但很不幸地可行的(feasible)部分仅有6.2GW(平均数字0.74MW/Km2)。到了2013年绿能所推翻自己的看法，认为可行的部分达29.37GW(平均数字3.53MW/Km2)，相差3.74倍。 我们从“台湾2050能源供需情境模拟器”的网站上，找到工研院绿能所2013年最新的离岸风电潜力预估。绿能所认为最大可安装面积为5,640平方公里，设备容量29.37GW(平均数字5.21MW/Km2)。 整理以上各方的估计，可安装面积有3,350平方公里(熊正扬)、5,640平方公里(ITRI)、8,326公里(ITRI)。平均每平方公里的设备容量有0.74(ITRI,2011)、3.53(ITRI,2011)、5.21(ITRI,2013)、6.85(ITRI,2011)、18.36(熊正扬,2012)。数字差异变化很大，宛如罗生门。 风场密度攸关蕴藏量 根据经济部能源局在2015年2月2日召开的“离岸风电区块开发公告前过渡期间作法第二次座谈会”的资料显示，研拟推动机制要求每平方公里不得低于5MW。所以工研院早期提出的数字0.74MW/Km2与3.53MW/Km2都是错误的数字，正确数字应该在5MW/Km2以上。 根据荷兰能源研究中心(EnergyResearchCentreoftheNetherlands,ECN)于2014年6月发布对于Borssele地区离岸风场的效率评估报告，离岸风场的密度约是6-9MW/Km2。评估模式考虑Siemens6MW与MHIVestas的8MW离岸风机，在不同的风场设计(layout)之下，风场密度(WindFarmDensity,MW/Km2)差异竟达到50%。可见得就算使用高效率且低成本的大型离岸风机，还是要非常重视风场的设计，才能够达到预期的效果。 (Source：ECN,2014,QuickscanwindfarmefficienciesoftheBorsselelocation,ECN-E–14-050) 由于熊正扬的18.36MW/Km2与欧洲的6–9MW/Km2差距甚大，因此本文后面的估计，排除熊正扬的数字。有关可安装面积的估计，则使用工研院的数字，因为其半官方的色彩，面积数字已经与其他政府机关讨论过，应该与真实情况不会差距太远。工研院的面积数字，多数码于水深浅处，使用固定基座的离岸风机。美国NREL则考虑了深水处(如台湾东方海域)使用浮体式离岸风机的状况，因此两者数字差距甚大。 考虑到目前已经商业化的固定基座离岸风机，以及台湾海峡实际可以安装的面积，加上欧洲的经验，估算出来台湾离岸风电蕴藏量约在33.84~74.93GW之间。这是在2030年以前确实存在的蕴藏量，使用Siemens6MW或MHIVestas8MW的离岸风机就可以办到了，台湾只要积极布建离岸风电，不难实现非核家园，时间就在2030年。 离岸风场的开发商必须具备风场设计规划能力，将风场密度提高到6-9MW/Km2，才会具备成本竞争力。9MW/Km2的风场年度发电量会比6MW/Km2的风场还要多出43%。根据笔者的技术预测显示，浮体式离岸风机的技术将在2020年以后成熟，因此到了2050年，技术发展就足以让台湾东海岸安装离岸风机，可安装的设备容量将轻松超越100GW。同样是对于2050年台湾可安装离岸风电设备容量的预测，2050年模拟器认为仅有29GW，笔者认为会超过100GW，预估的数字是工研院绿能所的3倍以上。 有关页岩气开发的环保解决方案，敬请关注中国能源网近斯即将召开的会议： www..com/news/news-898765-0.html