「再生能源夠穩定嗎?」、「颱風來怎麼辦?」、「新聞說越南的躉購電價很低欸,台灣政府是嫌自己錢太多嗎?」自從朋友們知道筆者在網路上開了個「東尼能源小教室」後,一連串的能源相關問題就會在聚餐喝咖啡的時候冒出。原來不只理工宅宅,許多各行各業、男女老少的朋友,對於這種議題亦表達高度關注,這讓我感到十分訝異,覺得台灣能源的未來充滿可能。
然而,隨著與越來越多的人接觸,同時也感到深深的不安。無論是因為政客刻意操作、媒體斷章取義、網友譁眾取寵,或是名嘴信口開河,民眾對於爆炸性的資訊無從求證,就如無頭蒼蠅般道聽塗說,很容易被煽動,進而被有心人士所利用。近年來離岸風電的議題十分火熱,接下來就以公正客觀的方式,來一一破解大家對風力發電的疑問。
【熱門問題一、離岸風電的穩定度】
「每次看到台中那些陸上風機,明明風那麼大,卻一大堆都不轉,證明風力發電根本不可行,只是浪費公帑!」網路上常常出現這種言論,看到時總會為無辜的風力發電感到委屈。
首先,風力發電有所謂的「切入風速」(cut-in speed),亦即開始發電的最低風速。基本上,陸上風機的切入風速大約3公尺每秒(3 m/s)。「3公尺每秒」大家或許沒什麼概念,可以參考下表一。基本上,樹葉微微飄動就可以達到風機發電的標準。而離岸風機,因為規模遠比陸上風機大,葉片掃風面積大了數倍,接收的能量更大,因此切入風速也漸漸降到2.5至2 m/s。除此之外,也隨著科技越來越進步,「切出風速」(cut-out speed)也比以往更高。換句話說,新型的大型離岸風機,能發電的風速區間較大,相對的發電穩定性更高。
表1 蒲福風級對照表[1] (紅框顯示大型離岸風機所能發電的風速區間)(資料來源:中央氣象局)
其次,海上的風因為完全沒有任何阻擋,風的品質穩定而持續,起伏較小,因此供電也相對穩定。另外,也因為離岸風機較陸上風機高(離岸風機機艙高度約100公尺;陸上風機機艙高度約60公尺),風速及品質也會更佳。
再者,若看到同款的風機,有的轉有的不轉,代表沒轉的可能是故障、維修、或保養當中,並不是沒有風所造成的。離岸風機因為環境較陸上風機嚴苛,維修的時間及成本都遠遠高出陸上風機,因此,於設計之初,兩者的規格就已經完全不同(大概可以想像成軍用野戰電腦v.s.辦公室電腦吧)。防蝕、防塵、防水、防火、設備使用壽命等等,都高出不少。這麼不計成本的設計,就是為了降低未來故障的可能,進而確保隨時都可以發電。
台灣有部分風機,因年代久遠,且當初政府經驗不足,為節省經費,買了二三線的品牌。用著用著,原廠倒閉,導致風機沒人會修理,或是買不到原廠零件等窘境。風機就好比是汽車,沒人修或是沒保養,久了總是會毛病一堆。離岸風場都是開發商自行採購、安裝、營運、維護,純粹賣電給台電,因此肯定會努力保養,讓風機隨時都可運作,不然不就沒錢可以賺?離岸風機這麼貴,怎麼可能放著讓它不轉?
最後,「浪費公帑」一說也是誤導性十足。如前所述,風機是開發商買來蓋的,發電後賣電給台電。倘若風機不轉,政府(或是台電,或是民眾的納稅錢)可是一毛錢都不會虧。舉例說明,假如因香蕉盛產而政府保證收購,那蕉農因為貨車拋錨而不能載去賣給政府,是誰著急?政府會虧錢嗎?有浪費公帑可言嗎?換言之,全世界會因為風機停擺而緊張的,只有風機商、開發商、以及股權所有人,絕對不是你我的納稅錢。
綜言之,離岸風機因為較大、較高、規格較嚴、發電的風速區間較廣,發電穩定度理應當比陸上風機好很多。此外,因為商業誘因,業者也會盡全力讓風機保持最佳狀態,才能夠順利運轉風機賣電。
【熱門問題二、要是沒風怎麼辦?】
「夏天都嘛沒什麼風,要是靠風力發電豈不是等著停電?」如果說真的發生了連外海100公尺高空都沒有3 m/s這小小的風,那風力發電的確起不了什麼作用。然而,不要忘記我們還有「分散式能源」、「能源多樣性」,以及「儲能」三大法寶。
分散式能源
何謂分散式能源?顧名思義就是四處都有大小規模的發電,而非集中在某些特定地方(「集中式能源」)。以往台灣的發電廠都蓋在中南部,靠著大量的高壓電塔「南電北送」,這就是標準的集中式能源。然而,集中式能源有以下幾個缺點,以至於越來越多國家推廣分散式能源。
- 高輸電風險。不論是颱風、地震、恐怖攻擊,只要長長的輸電線路其中斷任意一個點,整個北部就陷入用電吃緊的窘境。
- 高輸電損失。電能的傳輸一定會有損失。距離越遠,損失越多。
- 民眾反感。沒有人會希望高壓電塔,或是變電站蓋在居家附近。
- 擴建困難。未來若用電量上升,發電廠增加,但輸電系統卻因為民眾反彈,以及土地取得不易,可能造成無法輸電等情形。
分散式能源基本上就是把雞蛋分散放在不同籃子的概念,分散其風險。如果一切順利,2025年彰化外海將會有400支左右的風機,綿延數十公里。要說整個彰化區外海完全沒風,400支風機全停,機率實在不高。倘若真的發生,桃園、新竹、雲林等地方還是有其他的離岸風場,分散式的能源可以確保不至於全台大停電。
能源多樣性
不要忘記除了離岸風電,政府亦規畫了2025年20GW太陽光電的目標。炎熱的夏天,有充足的太陽能可以支持;而當空污最嚴重的冬天時,則可以透過強勁的風電來分擔污染較高的火力。藉此,可以達到相對較高的供電穩定度。或許你對於再生能源無法供應大部分的能量而感到失望,但換個角度想,每多一點再生能源,就可以減少一點的空氣污染,少一點二氧化碳排放,和少一點的核廢料產生。
儲能
儲能系統就跟銀行儲蓄的道理一樣。當現金很多花不完時,可以先存著,以備未來不時之需。電能也是一樣,透過越來越便宜的電池儲能系統,以及大型的蓄水水庫,再生能源可以在產量高、用電低時,將能量儲存起來,等到用電尖峰時,再領出來。結論是,透過上述「分散式能源」、「能源多樣性」,以及「儲能」三大法寶,就算遇到幾乎無風的極端情況,台灣也不至於落到無電可用的窘境。
【熱門問題三、躉購電力的制度】
「外商來台賺取台灣人2兆的電費,根本割地賠款,喪權辱國!」關於這種偏激的言論,看了實在很難以置信,但偏偏很合台灣觀眾的胃口。各位看官,在義憤填膺前,請先了解一下整個前因後果,再做定奪吧。
為了支持再生能源,政府推出了躉購電價制度(Feed-In Tariff, 縮寫為FIT),其概念就是「用一個固定的價錢,向開發商收購20年的電力」。舉2019離岸風電的躉購費率為例(詳參下圖一),政府出1度電5.5元的價錢,向開發商收購電力,並保證價格20年。
圖1 2019年風力發電躉購電價表[2]
(資料來源:經濟部能源局)
或許會有人認為「目前家用1度電才2.5元,為什麼政府要花5.5元去買電?一定是官商勾結!」首先要知道,是開發商「自掏腰包」出資數百數千億,跑來台灣蓋風場,歷經數年風風雨雨蓋好風場後,發電賣電給政府,才能開始賺錢。數百數千億資金投入好幾年,風險何其大?沒有相對高的利潤,怎麼可能招商成功?
其次,離岸風電在台灣是個新興產業,其法規、技術、供應鏈都不完善,投資環境充滿不確定性。要推廣一個新產業何其困難,在德國、丹麥、英國等先進再生能源大國,政府也是花了10幾年的細心扶植,才能夠有今天領先全球的成績。若想要趁著此機會,憑藉著台灣這世界首屈的天然風場,投入建設並領先全亞洲,不稍微多付出一點心思和金錢,有可能成功嗎?
再者,再生能源的發電比例,目前總共也才佔4.9%[3],離岸風電更是只佔0.011%[4],比例何其低?就算順利達成經濟部「風力發電4年推動計畫」[5]的目標,離岸風電2025年發電量大概也只佔8%~9%(假設總發電量維持2017年的2310.8億度)。比例這麼低,就算政府用稍微高的價格收購,基本上也不至於反映到民生用電的費率。因此可以說,對於民眾的用電及電費,幾乎毫不相干。
最後,外國開發商真的那麼簡單就可以爽賺台灣人的錢了嗎?其實沒那麼容易。工業局就有個「產業關聯執行方案」在把關,強制所有離岸風電開發商需要提出滿意的在地化方案,依階段不同,承諾部分的零組件、船舶、設備等需要向台灣本地供應商採購,詳參下圖二[6]。換句話說,那些外商公司在風廠蓋好賺錢之前,就必須義務地向台灣本地供應商採購設備。資金及技術將會流入台灣產業鏈,創造更多就業機會,以及培養跨足亞洲的潛力,「離岸風電概念股」也因而一同狂飆。硬說好處都是老外賺走,也不盡合理。
圖2 工業局產業關聯要求項目
(資料來源:經濟部能源局)
綜上所述,結論有以下五點:
- 風場開發的鉅額資金完全由開發商投入,政府一毛都不用花。
- 開發商賺的是未來20年的躉購電費,並非政府一口氣花2兆在買電。
- 開發風場資金風險大,且技術、產業鏈、法規等均不成熟,需仰賴政府略高的躉購費率來支持。世界各國都需要走過這段陣痛期,不可能一蹴可幾。
- 離岸風電佔比甚小,就算用略高的價格收購,應不致連帶影響全民用電電價。
- 有錢大家賺。台灣產業鏈因離岸風電在地化而有更多資金、技術,以及開創未來的可能。「離岸風電概念股」也因此而欣欣向榮。
以上三個大問題,僅是眾多題目中的冰山一角。再生能源在大家的既定觀念中,總是既小、且貴、又不穩定,是個遙不可及,又不切實際的外國技術,好像與自身無關。但隨著逐年高升的平均氣溫,熱浪與暖冬來襲,有誰還能置身事外,閉著眼睛說「地球暖化只是個假象,騙不了我」嗎?的確,各個能源都有其利弊,再生能源也有他的缺點所在,就和其他所有事情一樣。但若我們能鼓起勇氣去面對那些其實早就有解答的挑戰,或許就還有一絲機會,可以挽救這岌岌可危的地球。
參考資料:
- 行政院交通部中央氣象局。氣象常識。
- 行政院經濟部能源局(2017)。〈風力發電4年推動計畫〉。
- 行政院經濟部能源局(2018)。「我國離岸風電推動辦理情形」簡報。
- 行政院經濟部能源局(2019)。〈中華民國一百零八年度再生能源電能躉購費率及其計算公式〉。
- 台灣電力公司(2018)。〈再生能源發電概況〉。
- 上緯國際投資控股股份有限公司(2018)。〈展望新年 上緯投控新事業發展三大重點〉。
綠能達人來帶路:
東尼能源小教室 主編
1. 為何參與此領域
從小對於環境保護的使命感,加上對於再生能源的熱愛,以及大型工程的憧憬 (當然還有越來越高的薪資,跟充滿希望的前景)都是讓我加入這一行的原因。
2. 日常的工作內容
身為電網規劃部門的一員,我的任務主要是負責確保離岸風機發出來的電,一 路透過海底電纜、海上變電站、陸上變電站、陸上電纜,順利流入台電的電網。 因為各個國家的電網要求均不相同,我必須確保電力系統的設計、採購、安裝、 測試、運轉、維護,均遵循台電的規範。
3. 工作上最有成就感的一件事
2018年4月,政府開始離岸風場「遴選」制度,各個開發商無不卯足全力,爭取 併網的機會。我有幸參與敝公司遴選計畫書的撰寫,經歷了一段不可思議的旅程。 數千頁的計畫書,包含了離岸風場的初期的規劃、探勘、設計,一路到吊裝、運 輸、測試、維修計畫、人員安全培訓等,鉅細靡遺。如此驚人之創作,壓縮在兩 三週內完成中英翻譯、校稿、印刷,可謂人生中瘋狂又難忘的經歷。
4. 對2030年,台灣能源系統的願景
再生能源絕對是未來的趨勢。雖然政策推動困難重重,但期許台灣藉著得天獨厚 的自然資源,在不久的將來可以成為世界綠能大國。身為一個台灣人、一個地球 人,我們有義務去守護這脆弱的家園。