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GeoSea - 比利時對開發離岸風力發電的經驗 - Belgium Offshore Wind Sector - ZH
- 1. 比利時 : 您的離岸風力發電項目開發夥伴 技術研討會 105 年 四月二十五號
- 2. 像台灣，歷史上比利時的能源供應相當依靠兩大支柱：使用本 土開採的焦炭作燃料之傳統的燃煤、燃油及天然氣電廠，同 時亦越來越依賴自1970年代起在比利時各地投入運營的核電 廠。比利時的自然能源非常稀少，而煤礦因為工業政策變更在 1980年代中期也停止開採了；因此，比利時曾是碳氫化合物的 巨大淨進口國。除了比利時南部的數座水電大壩之外，比利時 工業以及消費者沒有任何國內的電力來源。 跟台灣情况相若，核能本身, 以及在人口稠密地區的核廢料存 儲問題, 在比利時越來越引起民間的反感，引發了許多爭議； 因此，比利時政府於2003年決定逐步淘汰核能。廢止核電法 落實這一承諾。該條法令禁止在比利時營造任何新核電廠，並 且規定所有現有的核電廠在其40年的生命週期過後退役。 該法令本身也具爭議性，立法者與核電廠業主協商後亦作出數 次修訂。建造新的核反應堆為非法行為，而維持舊廠房的安全 運營亦需要不斷增加已達到了驚人程度的投資。因此, 為經濟 方面的考量，所有的核電廠得在2025年前退役。 比利時離岸風力發電: 開發背景 如此一來，比利時發電商將要停止運營所有核電廠。再者，比 利時已在1998年簽署了京都議定書及其附件一；該附件要求 簽字國將其溫室氣體排放量減少至基準年（1990年）以下之水 平。具體上比利時要在2020年使其排放量減少20%；來自燃 料燃燒產生的二氧化碳排放量則得減少6.7%。從這個角度來 看，按京都議定書的規定，比利時不可能再建造會排放污染物 的發電廠。除此之外, 歐盟亦有指令進一步鼓勵會員國採用大 量的太陽能及風力發電，如按20-20-20約訂：會員國在2020年 將生產13％ 來自再生能源的電力。 與此同時，比利時政府所採取的針對性激勵措施以及技術改 良的因素，讓投資者開始確認試點性可再生能源開發項目在 經濟上非常具吸引力; 大型民營部門和消費者大量推動了小規 模的太陽能開發項目也許說明了這一趨勢。 比利時是一個人口稠密，土地比台灣小一點的國家，而且比利 時的審批程序跟台灣一樣複雜。因此，發展大型陸上風電場 的可能性，實際上已經從一開始就排除了。從2005年開始，比 利時因需求已成為世界上最早開發海上風能發電的先鋒國家 之一。比利時雖然只有長67公里的海岸，但其海區內已經有3 個在運營的離岸風力發電場，共提供971MW的總裝機容量。 預計到2020年，此數目將增加至8個發電場及2000MW的總裝 機容量。為審批的考量，比利時離岸風力發電場一律距離海岸 22公里以上。 BELWIND 165MW 2010 (第二期再增加165MW ) C-POWER 325MW 2013 NORTHWIND 216MW 2014 NORTHER 350MW NORTHWESTER 2 224MW RENTEL 288MW SEASTAR 246MW MERMAID 266MW + 20-61MW 波浪能 離岸風力發電 47+7+4+40+2+A比利時 2014 年的總淨能源產量 67.6 TWh 核能 | 47.5% 化石燃料及生物質| 38.5% 水能 | 2.1% 風力發電 | 6.7% 其他（含太陽能）| 4.2% 2004 2010 2011 2012 2013 2014 00 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 MW 生物質能，沼氣，廢料 太陽能 風力發電 水電 比利時總淨安裝可再生能源容量 2014年
- 3. • 政策架構：比利時的電力供應制度 像 台 灣，比 利 時 的 電 力 供 應 曾為 一 家 垂 直 整 合 供 應 商 Electrabel有限公司所壟斷。自2003年以後，歐盟貿易規則從 根本上改變了電力市場 : 現已為一個分段，部分市場化而具競 爭性的電力市場。 電力生產供應已開放為具競爭性的市場； 國有Elia有限公司受管制地壟斷輸電及配電。該國有公司以及 其子（資產）公司作為國家電網公司，以相同的條件給所有生 產和供應企業提供服務。 • 政府管制 比 利 時 政 府 通 過“ 自 治 電 力 與 天 然 氣 事 業 調 節 委 員會 （CREG）調節電力市場。 CREG的角色有二：一方面為比利時 政府提供對電力相關的政策建議，另一方面監督電力市場，設 置上網電價以及電力和燃氣輸配的價錢。除此之外，CREG保 障比利時電力消費者的權益，並且促進可再生能源的發展。 例如，CREG的法蘭德地方政府委員會提供“V型測試“，此為 一個對不同電力供應商的服務質量及報價差額的獨立和標準 化的比較制度; 以及”綠色檢測“，可讓消費者控制其供應商 銷售的電力中有多少部份是來自可再生來源。 可再生能源領域 的利益相關者 比利時公、私營部門已在離岸風力發電資源研究、諮詢，項目 開發、以及風機安裝、營運和維修領域研發了龐大的專門技 術和專業知識庫。海上風能應用研究主要由根特大學及魯汶 天主教大學機械工程系舉辦。其中，魯汶天主教大學機械工 程系近期參與了幾次歐盟資助的倡議，以提高海上風機的可 靠性, 及使其在經濟上更可行。 比利時有數家大型與小型工程顧問公司也累積了許多關於 離岸風力發電廠設計及工程開發服務的經驗，包括審批申請 服務、諮詢及規劃服務以及先進的工程解決方案。Tractebel Engineering, IMDC 及 SBE 為這個非常新的領域的最前沿幾 家顧問公司。該等公司已會同專門承包商，像GeoSea，開始出 口其在比利時國內市場所累積的經驗到西歐（尤其現在開始 大幅發展風力發電的德、英兩國）和東亞地區主要市場, 為客 戶提供它們的解決方案。 為全球提供 本國開創的專有技術 比利時的海事承包商近十年來累積了寶貴的離岸風力發電監 造知識及設備。DEME 集團的公司，尤其是 GeoSea，現在為安 裝離岸風力發電場的風機及基礎設施之市場領導者，自置有 一個龐大而專用的自升平台及海底施工船之船隊。其他比利 時公司，如 Sarens 及 Scaldis，在海上吊裝風機及基礎設施的 市場已扮演主導角色。 離岸風力發電場需要的海事知識不單是安裝風機跟電線的部 分。因為離岸風力發電場位於外海，其環境有很大的挑戰性， 其運維 (O&M) 為一個難題。比利時承包商在這個專門的領域 也擁有重要的位置。其中，GeoSea的子公司OWA有限公司給 發電場的業主提供全套運維服務，包括維護，測量，運輸，物 流，改造及風機最終的退場拆卸。 在運維市場開發的成功因素當中，不能忽視在奧斯坦德港建 立的海上風電物流基地 REBO (奧斯坦德港可再生能源基地, Renewable Energy Base Ostend)。此項目活化了昏睡的奧斯 坦德漁港，使其轉化為風機及基礎設施的處理，裝配及運輸 的專用服務中心。奧斯坦德港現置有一個長800米的重型碼 頭，10公頃的重型堆場空間，以及專用的加油及船員更替設 施。REBO不單是一個全球閑置港口活化再轉盈的成功例子, 也證明不僅是顧問公司及海事承包商獲得海上施工的好處, 此 亦對民間各個行業有利。 市場領先 的專業承包商 比利時電力市場模式 2003年以前: 垂直整合模型 生產 進口 運輸 分配 電力供應 市場獨占者 2003年以後: 功能分割模型 生產 進口 運輸 分配 電力供應 市場獨占者競爭競爭
- 4. • 綠能證明書 政府發放綠能證明書給目前在運營的離岸風力發電場。發電 場之運營商則將該綠能證明書賣給國家控制的國營電網運營 商。按法定要求，Elia在發電場運營的首20年内得以政方規定 的固定價格購買此證明書。證明書價錢訂為： • 107 歐元/兆瓦時 第一個216兆瓦的裝機容量 • 90 歐元/兆瓦時 216兆瓦以上的每個兆瓦 離岸風力發電商也享受一次性的電網補貼（每個發電場最高 可獲25,000,000歐元）。此補貼的目的為資助安裝連接離岸風 電場跟陸上電網的海底電纜的部分費用。 綠能證明書及電網 補貼，可視為補肋電力供應商從其在市場上出售的灰色能量 代價（往往通過長期購電協議出售）。如此，出售綠能證明書 是一個固定的援助架構，不受電力市場價格變動之影響。 綠能證明書及平準化能源成本： 比利時監管架構 • 平準化能源成本 平準化能源成本為比利時政府採取的新可變援助架構。同於 英國政府採用的 “不同支持機制”，其計算方式根源於離岸 風力發電的最高平準化成本 (LCOE)。 比利時政府2014年4 月採取平準化能源成本制度後亦對其作 出大幅修訂。此制度雖然保持綠能證明書的概念，但用不同的 方法計算其價位（因而援助的金額）。綠色能源證明書的價位 得從固定的LCOE金額減少灰色能源的市場價格。為了，以間 接地方式，提供假定輪廓及失衡費用的賠償，該市場價格有九 折折扣。 因此，LCOE援助金額不斷地隨著灰色電力的價錢變動而增 減。除此LCOE援助金額由一個定在每兆瓦12歐元的電網補貼 補充。 購電協議 與承購方商定 綠能證明書購買協議 與政府商定 特許經營授予者 政府 特許經營者 獨立電力生產商 100+100+100+100+100+100+10025+5+100+98+77+14+33比利時採用的 LCOE 制度 保證價格水準 市 場 電 價 變動性 補助 金額
- 5. 西歐各國的離岸風力發電開發許可與補貼架構雖然不一樣， 但明顯有採取開放式投標方式的趨勢。比利時現有的離岸風 力發電特許經營權，皆有特許經營申請書的方式而授予。比利 時採取的補貼制度為法律所鑑定，但政府往往另外跟開發商 以司法協議再次確認其內容。 比利時與國際監管框架的比較 荷蘭則開發了一個連繫許可授權及補貼機制的投標程序，預 測在不久的將來揭開序幕；德國在開發相似的政策架構的過 程當中。這種高度競爭性的程序有助於大幅降低離岸風力發 電的開發成本，有利於其作為歐洲的首要電力來源之一。比利 時公司對上開程序有深厚的了解，十分願意分享其意識，如此 對全球的離岸風力發電開發帶來重要的業增加值。 • 政府管制 比 利 時 政 府 通 過“ 自 治 電 力 與 天 然 氣 事 業 調 節 委 員會
- 6. 比利時自主開發的離岸風力發電行業快速發展, 是基於許多成 功的因素。 比利時學界及民營部門歷史上擁有大量的電力、機械、疏浚及 海洋工程知識。因此，許多本土建造商、顧問公司及研究院有 能力快速發展開創性的設計與工作方案：GeoSea、Tractebel 及Sarens都在塑造今天的離岸風力發電行業當中扮演了重要 的角色。 再者，比利時中央及地方政府十分鼓勵可再生能源的開發方 案，尤其是離岸風力發電。許多其他政策因素加強了這個趨 勢：歐盟決定逐步減少石燃發電；比利時政府決定停止核電， 同時自由化電力市場，給予可接受較高風險的獨立電力生產 商透過離岸風力發電項目進入比利時電力市場的空間。比利 時政府亦透過其採用的補貼制度援助了該等獨立電力生產 商，給予他們運營的機遇。 說到該等獨立電力生產商，不可不提其中有很多由民間公 司、電力公司、地方政府及建造商的財團擁有的公私營合作 公司(PPP）。 如此一來，所有利益者的利益一致，因此都自動 為了比利時離岸風力發電廠的許可，建造及運營共同一致， 有所作為。 比利時的離岸特許經營場逐漸排滿風機了，因此，市場換檔， 已變成熟。財務補貼制度已作出重大改變；風機的規模越來 越大，基礎科技同時越來越先進；比利時顧問公司及建造商 開始出口其解決方案，因此在比利時與國外提供經濟成長及 就業機會。同時，最重要的是，每座開始發電的風機代表著比 利時邁向不依賴核能和化石燃料能源的每一步。 鼓勵創新 的市場生態 在外海上工作並不簡單：因為所有的錯誤都有很嚴重的後果 而施工的地點離岸上的基地很遠，安全施工跟使用適當的作 法相當重要。因此，在離岸20公里之處安裝第一組風機與基 礎設施實為前所未見的龐大難題。 比利時疏浚及重型起重 公司最適合發展達成這些新業務所需要的工作方案及設備。 譬如，DEME集團的子公司已脫開其傳統的疏浚承包商角色， 現在提供離岸風力發電的全面性解決方案：從安裝所需的風 機、基礎設施及電纜，到打樁作業，疏浚工程及總承包服務。 同時，比利時廠商目前採用之基礎安裝技術的規模、速度及效 率，遠遠超越2008年Thorntonbank 第一期風力發電廠 （6 支 五兆瓦的風機）所採用的基礎及工作法。當初，風機樁在 巨大的水泥重性基礎上。一座重力性基礎的重量可站3000公 噸，經緯23.5米，而建造每座需用6800立方米的混合水泥。長 話短說，重力性基礎雖然非常可靠，但不適於大規模開發項目 的安裝方案。因此，Thorntonbank項目第二、三期（共有 48支 6.15兆瓦的風機）採取樁導管架基礎。該樁導管架為具有低波 浪載荷而相當僵硬的鋼格，而享受預現的供應鏈：可以大量在 創造海上石油鑽井平台的船廠建造樁導管架。 在開發中的項目越來越多以及越來越大規模的狀況下，運輸 及安裝其所需要的基礎及風機的中型吊裝船也隨著長大了。 自從國際衛浚有限公司在1970年代末期，建造海布魯日海港 圍堤時，開始適用小型的自升平台及安裝船上的起重機，自升 平台的尺寸爆炸性增長了。但是，在現代的發電廠離海岸遙遠 的狀況下，波浪越來越大，因此甚至於連最大型的自升平台常 常無法正常施工。因此，許多承包商已購買了能夠確切地運輸 及安裝所有的海底結構的DP2海底安裝船機。比利時建造公 司也擁有數個世界最大的浮吊，如Scaldis有限公司營造中之， 一個動作中可接觸4000公噸的載量之Rambiz-4000號（製造 預計2017年完畢）。 精彩的行業，卓越的創意： 安裝知識
- 7. 由於比利時政府所規劃的離岸風力發電廠2020年都完工之 故，可再生能源業界的利益者早就開始研究如何用公益改進 及創新提高發電的效率。同時，利益者早就已經啟動了一些有 關於波浪、海流及潮汐能源之試點項目。 提到公益改進，不可不提到 High Wind 項目。High Wind 為 數家比利時顧問公司及建造商的合夥公司，含GeoSea、G&G International、Sarens及SBE。法蘭德斯地方政府與其融資署 PMV 提供財務協助。此合夥公司 High Wind 正在開發一種智 慧型吊桿鎖（Boom Lock）。海上的起重船可以用智慧型吊桿 鎖來，在風較大的氣候條件下，繼續安裝風機與其零件。如此 一來，可以大幅減少天氣停工的因素，甚至於全年施工。 精彩的行業，卓越的創意： 公益改進及藍色能源 離岸風力發電所生產的電量如同其所倚靠的能源，風速，不可 預料；因此，發電廠無法將其電量供給整齊地對準於市場的需 求。因此，比利時利益者正在研究採用海上抽水蓄能解決方案 用來當作平衡供需的緩衝。 其中，DEME所推動的ILand 財團建議在由比利時政府所為劃 的Wenduine外海沙洲上建造一座儲能島嶼。假設海上風力 發電電纜網格包含多餘的電力，iLand上的液壓泵器用該多餘 的電力將水從島上的封閉式的水庫至大海裡。iLand水庫的 水準如此比大海底。電力需求高於其供給時，iLand上的水庫 被開放，而大海的水通過水輪機溜進來；電力需求較高的時 候，iLand如此生產可再生電力，提高離岸風力發電系統的可 預料性。 最近，比利時研究機關、顧問公司及海事承包商正在開拓波 浪及潮汐電力發展計畫－所謂的“藍色”能源。其中，FlanSea 計劃值得特別說明：此研究財團2010至2013年開發了 “Wave Pioneer”,一個中度波氣候浮動能量轉換器。有許多許多關 鍵利益者聯手開發FlanSea項目，尤其包括包括法蘭德斯地 方政府科技局、國立根特大學、奧斯坦德港港口公司以及 DEME Blue Energy有限公司。此試點項目中所獲得的知識， 已導致了許多寶貴的學術以及工業應用，尤其包括DEME Blue Energy目前已開始應以其在此實驗中累積的知識作為其在英 國開發“藍色能源”項目的基本工作法。
- 8. 比利時台北辦事處 GeoSea NV 比利時法蘭德斯經貿投資局 DEME集團之成員公司 臺北市松山區 Haven 1025, Scheldedijk 30 民生東路3段131號601室 B-2070 Zwijndrecht, Belgium taipei@fitagency.com info.geosea@deme-group.com http://diplomatie.belgium.be/taipei/ www.deme-group.com/geosea 國際衛浚有限公司 台灣分公司 DEME集團之成員公司 台北市大安區 大安路1段51巷3號4樓 info.ditw@deme-group.com www.deme-group.com/diap