低碳永續 迎風屹立 在疫情與季風考驗下紮穩馬步

發布時間:110年02月22日

海域風電施工處 離岸風電第一期施工計畫


每年元月強勁的東北季風簌簌吹入台灣海峽,捲起動輒2公尺以上的浪濤。這裡是彰化縣芳苑鄉以西的海域,遼闊海面上,台電公司的兩座風機巍巍聳立著,在疾風怒浪反覆襲打中顯得堅毅不拔,而不久的將來,第一期離岸風電計畫的其餘十九座風機也準備加入行列。

離岸風電的領跑者
發展離岸風電是台灣能源轉型的重大政策,根據經濟部能源局所設定的目標,希望在2025年讓再生能源占總發電量的20%,為此,離岸風電採取「先示範、次潛力、後區塊」的三階段開發策略,期待從零經驗開始逐步實現國產化,而台電便是示範風場的要員之一。

台電的第一期計畫是由比利時商楊德諾(JDN)與日商日立聯合承攬,分別負責水下基礎和風機機體。一組離岸風機主要有五大部份,兩項水下結構包含深入海床63至82公尺不等的基樁、和從水中延伸出海面的套筒桁架,頂部再以連接段固定風機。而風機的結構分成三個組件:塔架、機艙、葉片,以一期計畫所採用的規格來看,塔架高達66.8公尺,而葉片則長達62公尺,加上作為軸心的機艙寬度,旋轉直徑有127公尺,如果從海平面計算到葉片旋轉範圍最頂端,更足足有160公尺高,相當於三分之一座台北101。

一期計畫共安裝21座風機,每座裝置容量為5.2MW(5200瓩),全數接受調度之後一年所能供應的綠電上看3.6億度,若根據能源局公告最新一期(2019年)的人均用電量,等於將近32,000人全年的電力需求。

身為風電政策第一階段的示範者,台電也以身作則,嚴加把關施工期間的環境影響,尤其西部外海是中華白海豚的棲地,施工過程更需謹慎以對。為此,台電特別運用氣泡幕的技術阻隔噪音,並且嚴密監控半徑750公尺內的分貝值,將水下打樁作業產生的噪音降到最低。

除了減噪措施,台電也規定所有船隻航行時最高航速為6節,更集結鯨豚觀察員,安排共計六艘觀察船,分別在半徑750與1,500公尺的警戒區和監測區監看鯨豚活動,而每次打樁施工前,必須觀測無活動跡象達30分鐘才能施作工程。高規格的防範措施正是為了綠能開發與生態永續並重,如此才是邁向真正意義的永續發展。

意料外的考驗
依照原定進程,第一期計畫會在2020年底全部完成並接受調度,然而從去年年初開始,全球籠罩在新冠肺炎的困境之中,突如其來的疫情打亂了所有節奏,不只是施工團隊的工期延宕,委由國外生產的零組件也受限於停工與邊境管制,整個計畫如陷泥淖。

提到疫情造成的窘境,海域風電施工處處長潘元章歷歷在目:「去(109)年4月我們風機安裝船要在新加坡改裝吊車,卻剛好碰到新加坡封鎖邊境,無法靠港,只能在外海來來回回。」復工一度遙遙無期,整個台電團隊只能耐心等待,好不容易各國的人員、零件和船隻可以有限度地流通了,抵達台灣仍須維持嚴謹的防疫標準,一切馬虎不得。

去年2月,打樁船從國外來到外海,也碰上檢疫規定的問題。由於船隻與船員尚未完成消毒和檢疫,起初遲遲不能靠港。海工處機械組經理陳世枰也說:「那時候疫情的關係,佈海纜的船不能入港,人員就在船上待了好久,看得到台灣啦,但是上不了岸。」後來幾經折衝之下,才有了中央流行疫情指揮中心許可的應變方案,順利完成船體消毒和船員的檢疫,讓作業船被歸類為低風險的「白船」。

今日的敵人 明日的朋友
除此之外,風機吊裝也受到相當嚴格的氣候條件限制,施工團隊必須參考海上氣象及機艙所在高度,也就是大約海拔100公尺高的風速,判斷當天適不適合安裝風機。跨越疫情的不便之後,台電盡可能把握每一個能出海施工的日子,勉強先完成了其中兩座風機的組裝,之後風機施工便開始受到東北季風在10月如期而至的影響。

未來,東北季風雖是風機運轉時的最佳助力,但就像卡通裡的勇者邂逅新夥伴,雙方總是不打不相識;面對凜冽風勢,尚未化敵為友的此刻只能暫停剩下的風機吊裝工程,直到隔年的4月起的施工季。

而在施工季重新到來之前,為了讓組裝完成的兩座風機可以先行運作,台電仍在可行範圍內盡力推動進度。不過事實上,排除水下結構不計,一座風機的組裝只需2到3天,後續測試工作才是最繁雜的階段。潘元章解釋,除了塔架上的電纜要拉至連接點外,整座風機總計有四百多顆如拳頭大小的螺栓,需要鎖到一定的磅數,這些都要仰賴人工實際爬進塔架作業才行,各項工作加一加,一部風機運轉前至少要有20天的工作天。

20天還只是每天都可以工作的理想情況。當浪高在1.5公尺以下,勉強還能讓施工人員登上塔架,可惜10月份以後便難有這種風平浪靜的天氣了,所幸施工團隊調來更大型的支援船,並搭載了有減震效果的自動補償舷梯,將3公尺的浪高幅度減緩到人可以接受的安全範圍,總算在12月底完成兩座風機的96小時連續運轉測試。

展望新年 蓄勢而發
「做水力發電工程碰上天災,可能路斷了關在工地,8、9天我們也關過,但是沒有像這個東北季風那麼難熬,現在是完全受制於天氣。汝袂出力哩(編按:台文,意即「無能為力」。),只能乾著急。」回顧起去年以來多舛的計畫期程,陳世枰苦笑道:「以前路斷掉了還可以去搶修,進度會慢慢起來,但像這個……天氣不好真的沒辦法。那個CTV(人員運輸船)小船去了上不了塔又回來,也有的人信心滿滿,坐一次船吐著去、吐著回來。」

放眼今(110)年4月份即將開始的施工季,一期計畫的團隊到底還是審慎樂觀以待。有了去年突破難關的各種經驗,台電要求廠商3月份就提前完成船機和人員的準備工作,希望透過超前部署,及早把去年應該有的進度追回來,也就是組裝全數21座風機、完成運轉測試並接受調度的目標。

而談起第一期計畫即將創造的效益,潘元章的眼神滿是期許:「現在剛開始建置,用單位容量來比的話發電成本是比較高,但是隨著風力建設越來越多,像是到第三階段的區塊開發,大概一度兩塊都有可能。離岸風機減碳是最大的優點,照我們的計算,1MW的減碳量是一年1,600噸,一期計畫完工後預計一年約可減少18萬噸以上的碳排放,對於能源減碳政策是很大的助力。」長遠的願景終究始於足下,作為深耕離岸風電的第一步,台電的第一期計畫儘管走得艱辛,整個團隊卻也越挫越勇,恰如海上昂然而立的風機,充分展現了無比的韌性。