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欧洲大国相继投入离岸风电
陆域风场渐趋饱和

【作者: 王明德】2017年12月21日 星期四

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与其他再生能源相比,风力发电在制程中相对污染较低,且运转後几??达到零排碳的状况,因此风力发电渐取代传统能源发电,成为国际主流,由於全球陆域优良风场已趋饱和,各国正逐步延伸至离岸风场的开发,而相对於陆域风场,离岸风电开发具备「双高特性」,亦即高成本和高风险。


以计划各阶段而言,从风场建置可行性评估、融资保险资金取得到并网商转、离岸风场运转维护等步骤,其风险将在安装过程中达到最高,不仅如此,离岸风力发电产业发展也会受到周遭动态环境的影响,例如政府政策、全球经济走向、融资议题等,皆是左右离岸风场发展的关键因素。


欧洲风能协会(Wind Europe)在2017的报告,目前全球离岸风力发电累计装置量接近15MW,其中超过97%的装置量主要分布於欧洲地区,包括北海、爱尔兰海和波罗的海,总计欧洲离岸风力发电累计装置量达12,631 MW,主要以英国、丹麦与德国为前三大累计装置量国,其中又以德国2016年离岸风电新增装置量为813 MW,居全球之首;荷兰以691 MW居第二;英国56 MW居第三。



图1 : 在节能意识抬头下,风电成为各国发展洁净能源的重点策略。(Source: Clean Technical)
图1 : 在节能意识抬头下,风电成为各国发展洁净能源的重点策略。(Source: Clean Technical)

随着离岸风机产品逐步进入成熟期、其生产经验不断的累积;外加产量的增加,让生产效率提升,而原材料的采购成本不断降低,诸多因素让整体离岸风场的建置成本逐步降低,且离岸风机价格快速下降,有利未来整体离岸风场的规模开发。


此外,市场研究机构Markets and Markets预测,2017年的全球离岸风电市场约270.2亿美元,预计期间以15.32%的复合年成长率成长,估计到2022年成长到551.1亿美元,而未来的风电市场将以亚洲为主、其次为欧洲与北美。预估将有28个超过1,000 MW的风电市场及9个超过10,000 MW的新兴市场正准备崛起,如拉丁美洲、中东、非洲等地。


离岸风电已成投资重点

根据21世纪再生能源政策网公布,2016年的全球再生能源新增投资总额为2,860亿美元,相较於2015年的2730亿美元增加了4.76%,其中主要投资重点将着重在太阳光电及风能发电。


资金来源主要来自中国、印度及其他开发中国家投资,而以开发国家投资成长,从2011年开始呈现趋缓状况,综观过去五年,德国与英国仍为主要的两大投资国,以欧洲离岸风电产业的投资年均成长率30%来看,其中英国在2016年投资达到105亿欧元,更从2010年来吸引了近313亿欧元投资金额,成为最大离岸风力发电市场。


2016年底,英国、德国、荷兰和比利时决定了11项的最终投资决策,金额估计达182亿欧元,相较2015年成长39%,预期将带动欧洲离岸风电新增装置量约4,948 MW;并至2020年新增装置量将高达24.6 GW。


受到国家再生能源行动计画影响,Wind Europe 2017年7月27日於布鲁塞尔公布的数据,欧洲在2017年上半年装置6.1 GW的风力发电,其中陆域与离岸风电分别各占4.8 GW和1.3 GW;在投资方面,2017上半年新增资产融资达到83亿欧元,其中陆域风电为54亿欧元,离岸风电为29亿欧元,远低於2016年同期的140亿欧元纪录。英国再生能源行动法案将导致德国、西班牙与法国的市场集中度更高,显示产业需要明确2020年之後的数量规划,以维持目前降低成本的趋势。



图2 : 离岸风电的设置地点偏远与装置大型化,让维修难度大幅提升。(Source: energy.gov)
图2 : 离岸风电的设置地点偏远与装置大型化,让维修难度大幅提升。(Source: energy.gov)

在离岸风机部分,全球相关市场正朝向大型化及规模化发展,且成本逐年降低中,就风力涡轮机来看,4.8 MW级以上的风机为欧洲现阶段的主流,而亚洲地区风机主流仍介於3~4 MW。以市场占有率来看,西门子依旧为市场领头羊,其次为三菱重工Vestas为主。


根据EWEA(2016年)统计,风机基座以单桩型式为主(占欧洲市场97%),其次为套筒型式基座,由於离岸的技术复杂度较高,产品品质要求度也相较於陆域风电严苛,导致2016年开始风电市场上出现领导大厂并购风潮,以合作、联盟等不同型态来分摊开发成本与风险。


欧洲各国陆续展开布局

综观国际主要离岸风电国家,如英国、德国、丹麦及其中国均设定离岸风电累计装置目标在2020年超越10 GW,主要使用的政策工具包含电价奖励、融资补助、租税优惠,以及建立自主离岸风力机产业。


英国政府积极实行再生能源义务凭证制度与差价合约趸购电价制度,让风电业者得以用固定价格售出电力,并以衍生性的金融商品在金融市场流通以吸引更多的资金投入,透过政策引导让英国一举成为全球最大离岸风电市场。


未来英国风电市场仍持续看涨,除优惠电价的补贴政策外,同时采用大规模的使用区块开发方式,将有助於离岸风电装置的快速推展,预期目标在2020年总装置量达40 GW,此外,为了吸引国际大厂进驻英国,同时扶植当地产业加速发展,英国政府积极成立离岸风电测试中心,该中心功能为发展新世代离岸风力机组技术、提供技术示范和设备、建立离岸风电设备供应链等,预计创造约7万份的就业机会,产值逾3,733亿元新台币。


德国部分,受到再生能源法(Renewable Energy Act;EEG)的影响,导致近年面临三大挑战,首先是再生能源发展的资金成本完全转嫁於电价上,造成电价大幅上涨,再来是电力成本的增加,让国内业者纷纷出走,最後是再生能源占比过高,电力稳定供应面临挑战,为了避免德国电价持续??涨,德国联邦政府决定将行之多年的固定收购电价制度在2017年底结束,改采离岸风电的补贴竞标机制,透过调降再生能源补贴价格,并控制每年新增装置量在一定范围之内,将原2030年装置量目标从25 GW调降到15 GW。预期德国离岸风电市场在2017年底装置量会有另一波小高峰,後续则持平发展。



图3 : 西门子为离岸风电的市场领头羊。(Source:Siemens)
图3 : 西门子为离岸风电的市场领头羊。(Source:Siemens)

值得一提,根据Hertie School of Governance报告显示,正式营运的8座离岸风场平均工程延挎时程13个月,其中尚有5座建置花费平均高於原先经费预算20%。为避免风场持续延挎与超支,德国联邦政府今年起将改善风场申设之行政程序及时程、强化计画投资环境的稳定性,同时加强受监管系统运营商(TSOs)、私营开发商与产业供应链相关业者之间的统筹协调。


丹麦是全球风力发电的领头羊,该国政府分别就陆域与离岸风电收购方式不同,以离岸来说,主要采取固定收购电价制度和特许权标案方式,政府根据厂商投标的电价,给予风场开始营运後前五万小时固定收购电价,之後转由Nord Pool Spot平台进行交易。同时,对於风电开发事业采单一服务窗囗,以加速厂商申请流程,近年受到风场竞标价格屡破新低,这个趋势虽有利於丹麦政府减少补贴金额,但却不利於得标业者开发获利,以至於放缓离岸风场开发进度,甚至最终选择不开发。


台湾立下离岸风电里程碑

至於台湾,政府在2016年10月竹南外海完成的首座离岸风力发电示范机组架设,成为台湾风力发电创举,业界人士指出,未来发展重点有两点,首先是离岸风机世代交替,将间接解决台湾海事工程不足的困境,随着国际风电大厂的并购潮,预估在2020年之前,欧美风电市场的主流机种为7~8 MW离岸风机,而亚洲市场主流产品将转为5-6 MW,因此欧洲的离岸风电施工业者将逐步淘汰现有旧施工船只,将原本堪用的安装船转移至亚洲地区使用,外加因为钢铁成本的降低,让近年风电标案价格屡创新低,衍生欧洲风电服务供过於求,未来商机将包含施工船只与机具的租赁与买卖、专业风电人员训练及顾问服务等,将间接解决台湾发展离岸风电过程中常面临大型海事工程船只与机具不足之困境。


第二是风机发展迈向成熟期,减税政策将取代补贴政策。大规模的风场开发,加上大型化的风机发展模式,透过学习曲线即可发现风机建置逐步进入成熟期,整体风场建置成本显着降低,因此,站在政府的角度,可以用较少的补贴金额,发展更多元化的再生能源电力。再则,从实证也发现固定收购的电价制度已在英德充分反映出对产业与民生的冲击,为了让资源能够集中在新能源技术研发,政府将减少固定式的补贴性支出,取而代之是透过减税政策来鼓励民间企业共同投入,进而带动更多就业机会与内需市场。


**刊头图(Source:Orsted)


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