【潔能講堂】能源轉型與離岸風電

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1. 能源轉型與離岸風電 1 圖片來源： 海洋風電 苗栗竹南外海， 臺灣第一座離岸 風場 2020年已經併網發電， 128MW發電量， 可以提供12.8 萬個家庭一年的用電。 2023.07.21 王振昌 海洋科技產業服務處 金屬工業研究發展中心
2. 第二座併網風場-台電一期 2 台電一期，使用日立風機， 2021/08/25 正式完工併網， 可 以提供110MW的發電量， 滿足 11萬家庭一年的用電。 照片來源： 台電官網
3. 3 第二座並網風場-台電一期 照片來源： 台電官網 動態補償motion- compensated 的廊道 gangway, 方便人員進 出風機 有別於Formosa I 的單樁，台電一 期使用套筒式水 下基礎
4. 第三座並網風場-海能風場（F2) 4 目前台灣最大的風力發電場 2023年3 月施工完畢。 使用47座 SGRE 8MW 風機，位於苗 栗外海，總發電量376MW. 大約是台 中火力發電廠現有燃煤發電機組的 70%發電量。 Photo Courtesy：Formosa II
5. 電怎麽計算？ 5
6. 電怎麽計算？ 6 資料來源：台電 1度電 = 1000W/小時，也寫作瓩/小 時（KW/h）功率1000W的電器， 使 用一個小時，就花掉一度電. 1度水 = 1000公升 = 1666瓶600cc礦泉水 資料來源：2014國際水協 標準游泳池 長25米 寬21米， 深2米，合計1050平方公尺， 在台灣，換一次水要1050X9.2= 9660， 在德國， 要多少錢？
7. 7 台灣電價 Electricity Cost 2019年資料：目前台灣發電成本一度約2.86元，電價一度卻僅約2.6元，若將電力系統衍生的環境外部 成本加以貨幣化，估計一年逾3000億元，意即台灣電價超過50％沒真正反映外部成本；如將外部成本 充分內化，電價一度應4元左右。 電費佔工業 製造成本： 2.25%
8. 現有能源組合及2025能源配比 Current Energy Matrix 8 來源 Source Fossil/Coal 石化/媒 Nuclear 核能 LNG 液化天然氣 Renewable 再生能源 現在 37.75% 5.21% 37.954 19.098 2025 30 % 0 % 50 % 20 % 夏天26-35度 展綠、增氣、減煤、非核
9. 9 現有能源組合及2025能源配比 Current Energy Matrix 冬天 12-22 度 來源 Source Fossil/Coal 石化/媒 Nuclear 核能 LNG 液化天然氣 Renewable 再生能源 現在 26.83 % 10.07% 54.46% 8.55% 2025 30% 0% 50% 20%
10. 現有能源組合 台電全台大型發電廠 10 核二 985X1 核三 951 X2 核三 951X2 林口 煤800X3 台中 煤550X10 規劃逐步以燃氣機組取代 興達 煤550X4 大林 煤800X2 興達 445 X5 大林 500X2 大潭 LNG 742 X7 + 2X1120 （規劃中） 通宵 LNG 892 X 3 386X3 規劃新增890 X3 南部 LNG 288 X 4 協和 重油 500 X 2 規劃改天然氣 核能 2887 MW 煤/重油 18967 MW LNG 16497 MW 天然氣接收站 營運中 天然氣接收站 規劃中 民營電廠 天然氣接收站 區域 一接 CPC 興達港 二接 CPC 台中港 三接 CPC 大潭 新建 四接 TPC 基隆協和 五接 TPC 台中港 和平 煤 650X2 麥寮 煤 600 X 3 豐德 LNG 507 X 2 嘉惠 LNG 700+510 海湖 LNG 450X2
11. 台電供電系統 11 售電系統 22，11KV以下就是饋線。 常見的停電如果是饋線 跳脫，不會造成大範圍 的停電 Blackout。
12. 電夠不夠用 Do we have enough power? 12
13. 全球再生能源的崛起 13 What is renewable energy ? Renewable energy has many benefits But it is not without downsides
14. 為什麼要再生能源？ Why Renewable Energy 14 資料來源：2020.08.11 聯合報 IPCC是聯合國下轄的政府間氣候變化專門 委員會，2021年提出Climate Change 2021，全球氣溫上升1.5度不能避免
15. 為什麼要再生能源？ Why Renewable Energy 15 Renewable = Sustainable 可持續使用/永續使用的能源 巴黎協定及全球共同對抗暖化議題 Paris Agreement and global fighting again warning 將全球氣溫保持在「遠低於」工 業化前2攝氏度的水平，並「努 力將其限制在」1.5攝氏度以內 從2050年到2100年，將人類活 動排放的溫室氣體限制在樹木、 土壤和海洋可以自然吸收的水平 ( carbon neutrality)
16. 夏天和冬天 的發電差異 Power Supply Winter & Summer 16 1 什麼是基載電力？ 2 那些發電來源受到季節因素？ 那些不會？還有那些非季節因素影響發電？ 3 台灣用電高峰已經到了嗎? 4 再生能源（水力+風力+太陽能）的局限性是什麼？ 5 如果你是能源局長， 經濟部長，行政院長，你會怎麼解決供電的問題？ 發電量（MW) 佔比 發電量（MW) 佔比 核能 2,854 7.32% 2,880 10.08% 0% 燃煤+重油 13,852 35.51% 7,672 26.86% 30% 燃氣 16,511 42.32% 15,593 54.59% 50% 水力 1,792 4.59% 560 1.96% 風力 116 0.30% 692 2.42% 太陽能 3,886 9.96% 1,167 4.09% 合計 39,011 28,564 資料來源： 台電即時電力訊息 2022/06/23 氣溫 30-37度 2021/12/27 氣溫 12-22度 2025 目標 20%
17. 國際- 聯合國永續發展目標(SDGs) Sustainable Development Global Goals 17 2015年，聯合國宣布17項核心項目， 作為2030年永續發展目標。確定你目前投入的 產業，有參與到這些項目， 就代表你的產業有未來發展的前景。
18. 18 台灣是世界主要的製造業中心之一，目前正朝向成為亞太綠能中心的道路 邁進，鑑於其95%以上的能源來自進口，台灣已承諾至2025年20%的電力 來自再生能源的目標。 大江生醫 (TCI) 於2018年成為台灣第一家加入RE100的企業，RE100 於台 灣具營運活動的會員超過百家以上，其中，台灣總部會員共計30家，依加 入順序為: 大江生醫，科毅 、歐萊德 、葡萄王 、台積電 、菁華工業 、台達電 、 佐研院 、宏碁集團 、聯華電子 、金元福 ，華碩， 美律，台灣大哥大，友達光電， 元太科技，國泰金控，玉山金控。 ※ 根據2019年數據，85家RE100會員依序分布於消費零售業、資訊電子業、化工材料業、工業、醫療健 康業、金融業、電信業及能源業 企業-About RE100
19. 政府- 用電大戶條款 （ 2021.01.01 生效 ） 19 台泥，力麗， 中鋼， 亞泥 實際參與風場建置 台積電 購買Orsted 及WPD 綠電
20. 20 台灣「再生能源」發展現況 影片內容相關連結： 「綠能屋頂全民參與」推動方案
21. 台灣地區陸地風機分佈 Onshore Turbines in Taiwan 21 資料來源 上下游 台灣地區第一座陸上風力發電機 在1991年在澎湖七美，目前已經除役。七美的發電由柴油發電 機為主力。 第二座陸上發電機在2001年在澎湖白沙中屯，尚在服役中， 澎湖地區的12%的電來 自風力發電。 台灣本島的第一座風力發電機在2004年在新北石門。陸上風力發電機逐漸進入 Repower 的階段。 合計339座 發電容量 704.7MW, 平均 2MW
22. 陸域＆離岸 比一比 Onshore vs Offshore？ 22 Image Credit: Masha Basova/Shutterstock.com 圖片來源: 上緯新能源 這兩者， 各有哪些優勢與劣勢呢？ 比較項目 陸域風電 Onshore 離岸風電 Offshore 風場規模 Size of Farm 小 無限 風機規模 Turbine Size 受限場地和風場 規模 3.2MW 無限（侷限陸 地及海上運輸 環境衝擊 Environmental Impact 大（陸地生態、 鳥類、人類棲地） 小（水下生物、 候鳥） 人文衝擊 Human Impact 大 小 運轉時間 Operating Hour 較短 考慮鄰里居民 24小時 施工難度 Complexity 簡單 主要採陸地運輸 陸海空 海面、水下及 海床
23. 23 離岸風電建設五階段 Five Steps for Offshore Wind Construction 規劃 Planning 製造 Fabrication 運輸及安裝 Transportation & Installation 運維 Operation & Maintenance 除役 Decommission & Repower 陸地/海上/天空 陸地 陸地/海上/海底 海上/海底 海上/海底 3-5年 1-2年 1-2年 20年 2-3年 場址調查 容量規劃 財務分析 政府申請 製造規格確定 訂單/廠房/運維 基地 風機系統確定 電力銷售合約 塔架 水下基礎 電纜 基樁 葉片 風機機艙 機電設備 相關設備 海事工程 港口協調 岸上暫存地區 預組裝 陸上及海上運輸 安裝 試運轉 電網併入 發電機及BOP 運維 日常/緊急維修 故障預知及排 除 自然災害後檢 查 除役與再用電 葉片及組件回 收 原址拆除 或是 再利用
24. 24 行政院核定通過於興達港設置 「高雄海洋科技產業創新專區」， 建立我國離岸風電水下基礎製造 及海洋科技產業自主研發能量， 培育國內離岸風電產業相關人才。 台灣「風力發電4年計畫」 前期 中期 長期 台灣離岸風電發展大紀事 政府藉躉購機制鼓勵綠能市場，吸引國際開發商投資台灣 2026-2035年 釋出每年1 GW 10年共10 GW 的綠電需求
25. 台灣現有離岸風場位置及併網時程 25 總統宣示， 2026-2035 每年再釋出1.5GW的離 岸風電發電容量 依據沃旭目前在彰化 900ＭＷ 的風場，總計需2,450人，推 估2025年前5.7GW的風場(含 示範風場)，總計需要15,621 名人力，其中國內人才需求數 為6,696名 (前期規劃、營運 維護)。 → 認識海洋風場
26. 26 「台灣海峽」先天性的地理優勢 平均風速可達11.94–12.02m/s 全球罕見
27. 27 台灣風場的位置(區塊開發) Taiwan 1 風起雲湧的 第三階段 區塊開發 提升各項目 本土化標準
28. 離岸風電如何建立？How is it built? 28 Image Credit: Masha Basova/Shutterstock.com Let there be light…
29. Developer 風場開發商 - 負責向政府取得風場開發的 資格，統籌風場建置工作 社區關係協調員 政府關係 Turbine System 風機系統商 - 製造風機系統，並確定 塔架及水下基礎規格 產品經理 Manufacturer 製造商 - 依照開發商及系統商的 訂單，製造並交付相關 組件 製程工程師 Marine / Near Shore Engineer 海事及近岸工程商 - 將風機及其他組件（塔架， 水下基礎，電纜，海上變電 站等）從碼頭運輸至海上風 機並進行安裝。 風電工作船員 T&I 安裝組長 Operation & Maintenance 營運及維護商 -海上工程商完成安裝並驗收 後交付開發商。 再由開發商 委託進行風場發電期間的日常 營運及維護。 服務工程師 Affiliated Service 衍生服務 商 - 比如機艙上風向儀，網絡訊 號及儀器， 升降梯，空調， 施工攝影，商業保險現場驗 證，勞安及工安檢查， 設 備檢測及驗證等工作。 勞動檢查員 6 Sections of Offshore Wind 風力發電非常熱門， 但是你知道風力發電的廠商有以下的六大分類嗎？ 各家公司各司其職，一起讓風力變成綠色的電力
30. 30 離岸風場示意圖 ◼︎ 離岸風電之組織構件包含以下硬體： 一、 風力機與基礎（Wind Turbines with Foundations） 二、 機間電網（IAG, Inter Array Grid），以機間陣列電纜所構成 三、 電網併接（Grid Connection），以輸出電纜來完成 四、 離岸變電站（OfSS or OSS, Offshore Substation） 五、 陸上變電站（Onshore Substation） 資料來源：CSBC
31. 31 水下基礎種類 離岸風機構造組成 台灣第三階段區域開發，有意往「浮式風機」發展， 目前日本、南韓也正積極進行相關技術研究。
32. 32 離岸風電就業方向 Employment 風電發電業 – 實際執行 風場開發及風機安裝, 發 電及風場運維. 風電製造業 – 風場及風 機相關零組件製造 風電服務業 – 海事工程, 前期探勘, 海事觀測, 人 員訓練及認證. 衍生產業 – 認證, 金融, 水下無人機, 空中攝影, AIOT 協助風機運維. 離岸風電正夯,可 以選擇那些行業?
33. 離岸風電開發流程人力需求 33 2015-2019 2019-2025 2020-2045 2040-2050
34. 產業前景摘要 Look Forward 1. 產業週期長：風電產業週期 長達20-30年，非夕陽產業。 2. 跨國工作機會：台灣離岸風 電發展領先全亞洲，可望作為 亞太地區發展的領導者 。 3. 前人用石化燃料幫我們建立 了今天的世界，讓我們用綠色 能源延續未來的發展。 34
35. 帶回家想想 • 1 我的生活裡面 一天會花到度多少電？ • ２面對氣候變遷帶來的全球暖化，我可以做什 麼改變？ 35