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所以我說,有沒有離岸風電的八卦?——〈離岸風電工程技術與在台灣創造的商機及發展〉講座紀錄

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2018/10/30 ・2306字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 567 ・九年級

本文由 NEPII「第二期國家型能源科技計畫」委託,泛科學執行

  •  活動紀錄/馬嘉駿

政府為推動「非核家園」能源政策,近年將「離岸風力發電」作為重點發展項目,更喊出要讓臺灣成為離岸風電的示範市場。今年(2018)四月經濟部已完成離岸風力發電規劃場址遴選,共計 7 家開發商(10個離岸風場)為遴選獲選業者,合計總分配容量達約 3,836 MW。今年六月,經濟部也已完成規劃場址競價,共計 2 家開發商(4 個離岸風場)獲選,114 年完工併聯總計容量達 1,664 MW,我國離岸風力發電正加速前進。

十月八日〈第二期國家型能源科技計畫總期程期末成果展〉中,湛翔智由離岸風電技術談起,一探風場建置流程與其中商機。攝影/馬嘉駿

然而相較北歐國家擁有成熟的離岸風電技術,對離岸風電陌生的臺灣是否真的能從中創造龐大就業機會?環境衝擊與漁業衝突能否取得平衡?十月六日〈第二期國家型能源科技計畫總期程期末成果展〉中,知洋科技總經理湛翔智由離岸風電技術談起,一探風場建置流程與其中商機。

為什麼要推動離岸風電?臺灣竟然是世界優良風場?

湛翔智引用臺灣電力公司民國一百零六年發電能源結構佔比資料,燃氣和燃煤發電佔比各為 39%,位居龍頭,綠能電力勢在必行。

(圖二)世界各地風力等級示意圖。截圖來源:National Renewable Energy Laboratory
世界各地風力等級示意圖。圖/National Renewable Energy Laboratory

湛翔智指出,臺灣是風能分佈極佳的區域,發展離岸風電具有相當大的潛力。但風力電場位置選擇,並非以風力大小作為唯一考量,依據幾項因素:

  1. 場址運送電力成本
  2. 排除航線
  3. 排除生物棲息地

今年六月場址選擇結果出爐,共有彰化、雲林、苗栗、桃園四處,其中以彰化佔比62.6%居全臺之冠。而接下來的風場開發,將會是一個龐大的長期工程,仰賴海事工程、風機安裝工程、環境調查……等技術團隊搭起具規模的產業鏈。

給你滿滿的大平台!風場開發是科學與商機的大平台?

風場開發流程主要有四大步驟:

  1. 開發前調查
  2. 安裝水下基礎
  3. 安裝風機與變電站
  4. 風場運作與維護

其中,開發前調查各有三個子項目研究:風場條件、地質條件、生態條件,確保後續工作人員與設備的安全、降低風場對海中生物影響。

風場條件調查,藉由團隊搭建海氣象觀測塔,收集風能、氣象、波浪、海流、潮位……等資料,設計風電機具暴風抵抗條件,避免設備在極端天氣遭受破壞,甚至造成人員生命安全。地質條件調查則依靠聲納原理的「地球物理震測技術」,及「大地工程鑽取岩心技術」,取得海底地質軟硬度、斷層位置,確使風電機組建置不致傾斜倒塌。

目前台灣的風力發電主要設置於海岸,但未來將逐步增加興建離岸風機。圖為台中高美濕地一帶的風機。圖/juemi @Pixabay

擁有前期各式調查資料後,團隊便會展開「前端工程設計」,反覆討論或變更設計,包括港口後勤計畫、電力電網併聯計畫、以及風電機具的支撐結構設計、水下基礎設計。湛翔智以支撐結構設計為例,團隊工程師必須藉由前期風場調查、地質調查資料,計算承載機具結構是否會機械疲勞?也就是所謂的應力集中與變形量的計算;又或是計算設備搭建後是否會造成土壤液化……等地質變化可能。

接續水下基礎、風機安裝完成後,更還要有「專案認證」團隊進行最後把關,電廠才能正式運轉。其工作內容包含檢查計算過程、採購過程是否達到預期目標,確保風機、電纜、變電站、輸電網、監控中心各個環節並無疏漏。湛翔智表示,此環節目前只能依賴擁有豐富經驗的國外公司,而我國經濟部標檢局刻正扶植臺灣認證團隊。

而在整個風場開發過程,湛翔智一再強調承接工程「統包商」的重要性。其必須具備船機設備、工程技術、採購能力、調查能力、風險管理、海上作業安全等多項專業技術。尤其是海事安全,人員多半在風力極大的海事條件下,甚至是吊掛一百公尺高的風電機具作業,必須具備人力專業訓練和風險管理能力。

由此可見,風場開發需要大量人力,更儼然自成一個產業鏈。湛翔智樂觀表示,離岸風電將會創造出巨額就業機會。

說了那麼多離岸風電的好,它難道不會影響生態和漁業嗎?

許多人擔心離岸風電的環境影響。圖/SeahorseDigital@pixabay

至於許多人擔心離岸風電的環境影響,風機施工期間所造成的水下噪音對海洋生物之影響,可藉由國外已成熟之減噪施工技術,譬如使用氣泡幕、氣球網、隔離套管的工法,減輕風機設備打樁時的噪音干擾;亦或是於風機安裝振動感測器、水下麥克風,即時監控噪音問題,並能夠迅速擬定解決方法。

產業衝突上,漁業和離岸風電發展,湛翔智相信兩者是共榮共好,絕非競爭關係。漁業工作者在未來還能經過專業訓練,成為風電場環境調查員,兼顧海洋生態和漁獲捕撈永續性。

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產業新「風」向:臺灣的離岸風電願景——專訪達德能源王雲怡董事長
科技大觀園_96
・2022/01/14 ・3921字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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達德能源董事長王雲怡,以其投入綠能產業 20 年的豐富經驗,為我們解析新能源的產業特性及發展趨勢。圖/呂元弘 攝

據國際風力發電顧問公司 4C Offshore 的評比,全球排名前 50 名的優良風場,就有 17 處在臺灣,皆位於臺灣西部沿岸,集中於桃竹苗至臺中外海一帶。換言之,臺灣具備了發展離岸風電的絕佳地理條件。

因此,在臺灣西部濱海及澎湖地區,不管是陸域或海上,都可看到偌大而醒目的白色「巨型風車」矗立著,已經成為我們相當熟悉的風景;這數百座的風力發電機持續運轉,見證了臺灣從傳統能源往再生能源轉型的歷程,也推動著臺灣綠色能源的蓬勃發展。

談到綠能風電,德商 wpd 達德能源(2016 年併購英華威)是在台積極推展綠能的關鍵推手之一,2006 年在苗栗建置首座風力發電設施後,從此開啟國內風力發電的風潮。我們特別專訪達德能源董事長王雲怡,以其投入綠能產業 20 年的豐富經驗,為我們解析新能源的產業特性及發展趨勢,以及臺灣在綠色能源的產業契機,另外也針對有意投入綠能產業的年輕學子提出建議。

經濟部能源局公告,臺灣西部沿岸有 36 處離岸風電潛力場址。圖/風力發電單一服務窗口

離岸風電的優勢:風場興建非常快速

「風力發電的原理很簡單,小時候大家一定都玩過風車,」王雲怡解釋說,利用葉片的轉動來驅動發動機,能量會轉換成機械能,再透過齒輪調速器將齒輪的速度提升,進而帶動發電機,經過升壓變壓器將電壓提升後,即可將電流併入台電電網供應電力。

至於陸域風電及離岸風電的差別,就在於前者的風機安裝在陸地上,後者則安裝在海上,會打樁到海底約 45~65 公尺深。由於臺灣陸域可供開發之優良風場已漸趨飽和,海上風場條件更佳,仍有不少離岸風電潛能可供開發,因此成為近來政府推動再生能源最重要之項目之一。

王雲怡表示,跟傳統電廠不同,風場的興建非常快速,把基樁打好後,將連接風機的柱子綁鋼筋、灌上水泥,然後把塔筒、機艙、葉片逐一放上去組裝起來即可,一隻風機的施工期間大約只要 4 至 5 週。

圖/第二期能源國家型科技計畫

風電維運的挑戰——發電機組得「抗震抗颱」

雖然基本原理很簡單,但風電相關設備必須面臨風吹、日曬、雨淋,甚至國外還會下雪,必須設計出足以對抗大自然環境的規格,尤其臺灣每年都有不少颱風及地震,有些民眾會好奇,是否會對風機造成損害?

王雲怡說,「臺灣有非常嚴謹的地震建築規範,只要做好地質土壤分析再進行設計,耐震都沒有問題;至於颱風威脅,風機只要遇到中颱等級(風速約每秒 25 公尺)就會停機,最大則可承受每秒 70 公尺的風速,目前為止臺灣還沒出現過這麼強烈的颱風。」她強調:「我們從 2006 年興建的第一座風場至今,經歷過很多颱風及地震,到現在都屹立不搖,顯見耐震及耐颱的技術完全沒有問題。」

臺灣推動離岸風電比較大的挑戰在於,風場興建時對氣候及海象的要求很高,而臺灣海峽一帶的東北季風很強,考慮到風速、波浪、海流等條件,可以進行海上作業的天氣窗口(weather window)時間沒那麼長,只能在 3 至 10 月進行安裝;而陸域風電的土木工程比較不受影響,但進行吊裝作業時同樣需要考慮風速問題,通常也會避開東北季風盛行的冬季。

離岸風機會遭遇的外力載重,包括風、波浪、海流、地震、颱風等等。

政策與觀念水到渠成!綠電接受度大增

投入新能源產業達 20 年,王雲怡深刻感受到各界對再生能源的認知與態度的巨大轉變。過去臺灣只有傳統的火力發電、核電這類集中式大型電廠,主管機關較缺乏再生能源知識,當時她跟主管機關報告時,告知風力發電一度電的成本只要 2.5 元,長官非常驚訝,因為他們還停留在一度 5 元的認知。

「臺灣 98% 都是採用進口燃料,吃掉我們非常多的國內生產毛額(Gross Domestic Product;GDP),長年維持低電價都是靠政策補貼,嚴重扭曲電價結構,因此臺灣各部門的能源效率指數也居世界末段班,排名最浪費能源的第十七名。」王雲怡指出臺灣傳統能源使用模式的缺點。

所幸透過各界對政策及觀念的大力推動,達德能源等開發商也積極提供歐洲及世界的發展經驗,獲得政府參考採納、並具體落實為再生能源政策,改變了臺灣能源市場及結構。2017 年 1 月《電業法》修正通過後,開啟綠電交易自由化的新紀元,從發電、售電到用戶這條路終於打通,打破國營電力事業壟斷的局面。

另一個關鍵政策是,臺灣引進德國推廣再生能源的 Feed-In Tariff(FIT)制度——對綠電保證整批躉購,有效鼓勵開發商投入建置風場,投資者也樂於參與其中。相較於傳統由政府補助企業購買設備、但無法保證設備被完善維護,2000 年開始德國首創的躉購制度讓開發商自行投資,由政府以躉購費率保證收購綠電 20 年,相關制度展現絕佳的成效,已獲得世界超過 70 個國家採用。

政策目標明確,風電國家隊指日可待

2016 年政府確立能源轉型的主軸,明確訂出 2025 年再生能源佔發電比例提升到 20%,為再生能源注入一劑強心針。王雲怡強調:「我們擁有發展太陽能、風電、地熱、海洋能的優異條件;以風力發電為例,臺灣西部的風力品質很好,而這一帶剛好是臺灣人口密度高的地區,這是老天賜予我們的禮物!」

「但開發商看的不是風能品質,而是政策支持度!」王雲怡坦言,只要政策目標明確,並提供適當的誘因與機制來創造市場,不僅國內外的開發商會積極投資,企業也會主動採用再生能源,創造正向循環;尤其現在許多國家或國際大廠都要求出口要取得「再生能源憑證」,企業都搶著購買,臺灣的再生能源前景值得期待。

令她振奮的是,現在各單位都注意到綠能,科技業、金融業、投資業也積極佈局,無論從市場經濟或社會責任的角度來說,各界對綠色能源的接受度愈來愈高。

值得一提的是,綠能不僅扮演守護環境、潔淨能源的角色,也是推動產業創新的火車頭之一。經濟部為了推動風電設備國產化,明確規範開發商應採用 50% 以上的國產化設備,未來更希望能夠組成國家隊,一起爭取海外市場的龐大商機。

2016 年政府確立能源轉型的主軸,明確訂出 2025 年再生能源佔發電比例提升到 20%,為再生能源注入一劑強心針。圖/達能能源提供

臺灣風電 20 年,最難的不是工程——是溝通

王雲怡投入臺灣風電產業 20 餘年,一路走來最感到困難之處,並非海外技術轉移或施工上的難題,而在於如何說服政府單位及民眾,接受新興的再生能源觀念。王雲怡舉例:「當初在蓋示範風場前,得先舉辦公聽會,讓當地民眾理解風場與民眾的利害關係,例如可能產生的噪音、風場造成當地景觀驟變,甚至是土地使用等問題。」

但「溝通」兩字寫起容易做起來難!由於達德能源無法取得里民個資,光是要委請里長組織大部分里民到場就相當耗時耗力,遇到里民參加意願低迷時,還得租用選舉用的廣播小貨車,在當地廣為宣傳,懇請鄉親來參與公聽會。

王雲怡表示,溝通工作一度讓她疲於奔命,但所幸投入大量時間心力溝通後,風場建設如今已步上正軌,總算是甘之如飴;她表示,投入風電產業 20 年,最讓她感到成就感的除了《電業法》修正,為風電在臺扎根打下基礎外,就是讓大部分的民眾認識何為「風電」,成為臺灣人能所接受的再生能源選項。

想卡位綠能產業?語言能力很關鍵

「石化燃料已是末路,綠能則是未來趨勢,」王雲怡認為綠色能源還有很多進步空間,未來一定會愈來愈便宜,而且還有地熱、海洋能源等新技術不斷發展,不僅有很好的前景,而且可以獲得社會認同及價值,是年輕人可以貢獻一輩子的產業。

至於投入綠能產業應具備何種特質與技能?王雲怡強調:「新能源是全新產業,一開始一定會遇到很多困難,必須要有一定的受挫能力及抗壓性,另外要有足夠的創造力;在專業領域方面,只要具備土木、機械、造船或理工背景,其他專業都可透過在職訓練培養,最重要的是要跟全世界人才溝通,必須具備較佳的英文能力。」

隨著地球永續的議題受到大家重視,現在對新能源有興趣的年輕學子愈來愈多。王雲怡認為,開發商清一色是外商,會引進最先進的標準與要求,提供友善的工作環境與紮實的訓練,雖然有時在海上工作比較辛苦,但相信可以帶來很高的成就感與自我肯定,是很符合時代潮流的職涯選擇。

參考資料

科技大觀園_96
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為妥善保存多年來此類科普活動產出的成果,並使一般大眾能透過網際網路分享科普資源,科技部於2007年完成「科技大觀園」科普網站的建置,並於2008年1月正式上線營運。 「科技大觀園」網站為一數位整合平台,累積了大量的科普影音、科技新知、科普文章、科普演講及各類科普活動訊息,期使科學能扎根於每個人的生活與文化中。

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與海為伍的「海上工程師」!離岸風場運維工程師工作大揭密
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2020/09/07 ・3385字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 524 ・七年級

本文由 沃旭能源 委託,泛科學企劃執行

只要你懂海,海就會幫助你。」出自海龍王彼得的金句,對於海島國家台灣的發展一言蔽之。(誰是海龍王彼得不重要,重要的是:你 懂 海 嗎 ?

翻開台灣歷史,一路以來都與海洋有著緊密連結,從以海為生的漁業,到一府二鹿三艋舺的興盛港口貿易,啟動了地方以及台灣經濟貿易發展。時至今日,台灣期望透過再生能源邁向綠色永續未來的道路上,同樣少不了海洋的奧援。

台灣海峽擁有全世界數一數二的優良自然條件,適合發展離岸風電,隨著這個新興產業快速成長,一群特別的「海上工程師」也因應而生。他們不僅得具備機械、電力、電機等專業技能,還得擁有過人體能,更要懂得如何與海共存,才能確保離岸風場順利運作。

這群人正是「離岸風場運維工程師」!

離岸風電在台蓬勃發展,帶來龐大商機以及新型態就業機會。圖為沃旭能源位於丹麥的Anholt離岸風場。圖/沃旭能源提供

與海為伍的工程師,你聽過嗎?

總部在丹麥的「沃旭能源」已準備在大彰化地區建設離岸風場,正招募三大類運維工程師,分別為高壓設備運維、離岸風場設施維護、風機維修。

那這三大類工程師主要是負責什麼工作內容呢?一般來說,高壓設備運維工程師主要任務負責操作陸上及海上的變電設備開關;離岸風場設施維護工程師負責檢修風力發電機以外的設施,確保風場設備能安全順暢地運作;風機維修工程師是要確保風力發電機能維持產能,負責風機定期檢查保養並排除故障。這些人除了要有獨立解決問題的能力,也要和運維中心以及海上運維團隊共同配合完成任務,確保風機穩定運作與風場營運最佳效能。

運維工程師是離岸風場的守護者,負責設備保養維護以確保風場運轉及效能。圖/沃旭能源提供

無人機加機器人,海上工程師的高科技幫手

打破技術維修人員完全以徒手完成維修任務的刻板印象,離岸風場運維作業可能和你想像的不一樣。以擁有近30年離岸風場開發、建造、運維經驗的沃旭能源為例,在歐洲的離岸風場運用高科技裝備輔助運維作業,採用無人機與機器人輔助工程師執行風機檢修,省時省力之外,更大幅提升工作效率與安全。

怎麼說呢?假設風機需要維修,較傳統的作業方式是,運維工程師需要從小型人員運輸船上攀爬10幾層樓高,抵達風機維修處,再花上一天時間進行保養或故障排除,這代表風機在維修時需要停擺一整天,無法轉動發電產出乾淨能源。

但在高科技輔助下,無人機可以先拍攝葉片上是否有裂縫,再遠端遙控機器人維修,維修時間就從10幾個小時大幅縮短至18分鐘。

若真要出動人力檢修,沃旭的運維工程師將會搭乘運維作業船(Service operation vessel, SOV ) 至離岸風場維修。這艘 SOV 是全球第一艘因應台灣海峽複雜且險峻的海象狀況,量身打造的運維作業船,長84.4公尺,除了船員外能載運高達60名技術人員,每月僅需靠港補給一次。

相較於使用人員運輸船(crew transfer vessel, CTV ),每次最多僅能載運24人,且需要當日來回運維港,運維作業船更為安全舒適也更有效率。更特別的是,沃旭堅持落實高規格安全標準,這艘 SOV 將配備先進科技,以下就來一一開箱配備先進科技的 SOV 擁有那些驚人功能吧!

首先,船上搭載的「動態補償舷梯」,可以從船上升高至風機檢修處時能夠保持穩定,方便技術人員從船上「走路去上班」(Walk to Work),直接抵達風機維修;第二,先進的「船舶動態定位系統」(dynamic positioning system),能夠即時修正船身、保持船隻固定,減少風浪起伏造成危險或人員不適;第三,「 3D 動態穩定技術的起重機」(3D motion compensated crane),以確保風機零件吊掛作業安全。

除了船上的高科技設備,運用大數據優化離岸風場運維工作更是一大亮點。風機內所有零件裝上感測器,當風機運作時,資料便能回傳到陸上的控制中心,讓工程師能夠透過一台 iPad 就能遠端調整風機,大幅提升風場營運效率。

離岸風電在台快速成長,人才需求殷切。圖/沃旭能源提供

與眾不同的工作方式,運維作業船成為「海上的家」

由於運維工程師團隊工作地點在距離陸地35-60公里的海上,光是單趟航程就要3小時以上,還要考慮天氣以及風浪,因此為了減少離岸風場運維人員海上通勤時間,確保它們能夠有充分休息以及養精蓄銳的地方,運維作業船不僅是上班的交通工具,更是他們「海上的家」。

SOV 除了有舒適的單人房,還有專屬廚師美日提供現煮餐點,有些船上甚至還有健身房、影視廳等娛樂設施供工程師們使用,讓他們在辛苦一天後能獲得適當地放鬆和休息。

因為離岸風場距離岸上較遠,因此運維工程師的工作型態與眾不同。以歐洲經驗為例,風場運維團隊採輪班制,每兩周需出海一次,在海上工作生活兩周後,就能享有整整兩個星期的休假,讓他們有更完整的時間陪伴家人、與朋友聚會,或是安排自己想做的事。

因為這項工作需要和同事長期在海上共事、共住、共同生活,離岸風場的運維團隊成員間關係緊密如家人,通常都可以培養出絕佳的默契與感情,不僅在工作上能同心協力,也常常是彼此的精神支柱。

不只要夠專業,還得體力好愛冒險

要成為一位離岸風場運維維修工程師,「專業知識」肯定是重要基礎,因此,能源公司在招募工程師時會優先考慮機械、電機、電子等相關背景的人才,或是相關設備維修經驗者;此外,工程師在工作過程中,可能需要與來自不同國家的技術人員溝通,所以良好的英文能力也是重要的學識條件之一。但即便達到以上兩個條件,可能還不足以勝任這份工作。

沃旭能源離岸風場運維工程師提供全新的工作型態選擇,適合喜歡工作有挑戰性專業技術人員。 圖/沃旭能源提供

體能,是另一個必備條件。雖然離岸風力發電機內配有電梯,運維船也配有載動態補償舷梯,但仍需在高空中工作,加上海象變化很大,因此離岸風場的運維工程師需有良好的體力和隨機應變能力,要是怕水、懼高或是不喜歡挑戰性工作的人,可能難以適應這樣的特殊工作環境。

想要成為離岸風場的運維工程師,還需要有一項最重要的人格特質「懂得團隊合作」。風機的維修和保養需要每位工程師獨立完成作業,有時也需要好幾位工程師協力合作,若自顧自地埋頭苦幹,缺乏與同事的溝通,不僅工作效率大打折扣,還可能影響共事夥伴的安全。

值得一提的是,這份工作沒有性別限制,若以上提到的學識基礎、人格特質、體能要求都達到了,只要通過專業培訓,即使是目前相關產業中較少見到的女性,也一樣能勝任風場運維維修工程師的工作。

好想要成為「海上工程師」啊,該如何準備?

目前台灣離岸風電產業正如火如荼地發展,相關人才的需求也會跟著提高。那麼,如果想投身綠能產業,成為一名離岸風場運維維修工程師的話,該怎麼做好準備呢?

踏入任何行業,最重要的事莫過於「了解」。目前,沃旭等離岸風電公司的網頁上,都有對離岸風場各種職缺做詳盡的介紹,也列出篩選人才時重視的條件與特質,事先了解工作模式與內容是否符合期待並評估自己是否適合,有助於針對自己尚不足之處做培養。

沃旭能源亞太區運維總監嚴安叡(Andreas Munk-Janson)表示,離岸風場生命週期長達30年,沃旭能源是目前唯一擁有離岸風場開發、建造、運維、除役全方位商業模式的再生能源企業,「大彰化離岸風場需要有強大的在地生態系統支持風場運維,因此沃旭在風場還在建造階段就已經開始招募運維人才。」

嚴安叡指出,沃旭期望能募集在地優秀技術人員,在2021年第一季加入運維團隊並接受完整培訓,2022年起便能投入大彰化離岸風場運維工作,「成為首批在台招募並培訓的本土運維菁英。」

目前沃旭也與大葉大學合作,開設離岸風電相關的課程,培育運維人才。不論是想轉職投入離岸風電或是未來想成為離岸風場工程師的你,可以多方瞭解這份過去沒有的新型態工作,看看自己是否喜歡、適合離岸風電產業。期待未來台灣外海看到越來越多本地運維工程師的英姿,乘風破浪帶領台灣航向永續綠能未來。

 

沃旭能源運維徵才中請 點我

 

參考資料:

1. 沃旭能源
2. 加入沃旭運維團隊.成就綠能未來
3.海上的家─乘風破浪的職場生活

4.Meet Georgea, Wind Turbine Technician at Ørsted

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增加電費、能源稅、大眾運輸……節能減碳該從哪做起?「邁向低碳社會」民調告訴我們的事
研之有物│中央研究院_96
・2019/08/29 ・6262字 ・閱讀時間約 13 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

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本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

採訪編輯|黃曉君、美術編緝|林洵安

大家都知道節能減碳很重要,也能做到隨手關燈、少搭電梯……但說到增加電費、徵收能源稅,半數民眾立刻反應「為什麼要我們去做?」這一切究竟是貧富差距的作祟、教育程度的落差,又或者另有隱情?讓我們繼續看下去……

中研院社會所蕭新煌兼任研究員,自 1980 年代開始研究台灣人環境意識,至今已三十多年。

2017 年,蕭新煌主持「邁向低碳社會的行為與制度轉型研究」,團隊以電話抽樣訪問 1211 位台灣民眾 ,了解國人環境意識和行為,以及低碳政策的偏好。

結果發現:民眾的環境意識已高度成熟,也能贊同政府應有所為的政策,但對個人需要付出較高代價的低碳政策,採取保留態度,顯示國人的環境意識仍然存在知行落差。

2017 年主持「邁向低碳社會的行為與制度轉型研究」中研院社會所蕭新煌兼任研究員(問答簡寫為:蕭,下圖右 1),團隊成員包括中研院社會所林宗弘研究員(問答簡寫為:林,下圖右 2) 以及臺北市立大學許耿銘副教授 (問答簡寫為:許,右 3)。

「邁向低碳社會的行為與制度轉型研究」研究團隊成員。攝影│林洵安

台灣人的環境意識夠成熟了嗎?三十年來,國人的環境意識經歷哪些階段?

蕭:三十多年來,國人的環境意識有長足的進步,主要原因是:經濟成長讓人民有餘力「衣食足,知環保」、民眾環境受害感逐漸擴大、知識份子以及環保團體的倡議。

我將台灣人的環境意識發展,分為三個階段:環境汙染、生態破壞、氣候變遷。

1980 年代,台灣經濟大好,人民環境意識萌芽,開始發現「環境汙染」問題。怎麼發現?靠五官。眼睛看到空氣汙染,鼻子聞到惡臭、耳朵聽到噪音、皮膚感覺到灰塵……民眾從日常生活感受到的水汙染、空氣汙染等等現象,直接建立受害感。

從 1985 年的民調可知,當時國人關心環境問題主要為:公共衛生疾病 (78.5%),食物、水、空氣汙染 (71.2%),但對於生態保育 (28.1%)、氣候變化 (25.6%)等等需要更多先備知識的議題,還沒有太強烈的感受。

資料來源│蕭新煌,1985:145 圖說重製│林洵安

到了 1990 年代,知識和閱聽能力的擴大,民眾環境意識升級,開始意識「生態保育」的重要性。人們受害感也從自身受害,擴及到動植物受害。當時環保團體喊出「不是不報、時候未到,時候一到就是大地反撲」等等口號,建立起生態保育與人類命運的連結。

2000 年以後,從國外傳入全球暖化氣候變遷、低碳等等新興名詞,再次提升國人的環境意識。再加上,近幾年的極端氣候,創紀錄的高溫、超級暴雨、水旱災頻仍,也讓民眾環境受害感越來越強烈、範圍越來越擴大。

過去都是窮人家,農民、勞動階級受害,現在暴雨一來,不但底層民眾更受害,停車場也會淹水,波及中產階級。可說是全民受害、人人有感!如何將民眾的受害感連結到全球變遷等抽象議題,成為當前知識份子的重要挑戰。

總的來說,三十多年來,國人不再只注重經濟成長,而是希望環境保護與經濟發展能夠兼顧,甚至越來越傾向環境保護優先,顯示台灣正處於環境典範轉移的過程中:從「經濟成長」的老典範,轉移到「環境保護」的新典範。

呼,對環境有感就好!回到 2017 年民調,當前國人對於低碳議題了解多少呢?

許:我們研究國人對低碳政策的理解,擬分為風險知覺、低碳經濟 (生產與消費)、低碳能源與低碳交通這三個大的面向,分成問卷細項來看,國人對於低碳議題已算是有相當程度的認識:

一、對於環境問題的傷害性以及自然災害的嚴重性,比過去更加敏感:

資料來源│ 邁向低碳社會的行為與制度轉型研究 圖說重製│林洵安

另外,還有高達八、九成的民眾,感受到氣候冷熱極端無常與天然災害增加帶來的影響。

二、對於能源結構和節能減碳,也有一定的了解:

資料來源│ 邁向低碳社會的行為與制度轉型研究 圖說重製│林洵安

三、關於核能的危險性,也有很高的警覺:

資料來源│ 邁向低碳社會的行為與制度轉型研究 圖說重製│林洵安

七成民眾贊成非核家園?但 2018 年底公投,民眾又支持「廢止」非核家園……

許:2018 年的公投結果成因很複雜,包括政黨介入、民眾拿小抄投票,可能沒有真的理解題意等等,無法在此詳細分析。但有一點值得注意:在公投當下,民眾對於核能發電佔台灣發電量的比例,可能是嚴重高估的。

長期以來,台灣民眾對於核能占全台灣總發電量的比例,認知非常混亂,10%、20%、50%,甚至 80% 都有。今年 (2019),台大風險中心和聯合報最新民調顯示:仍有四成的民眾認為核能是台灣最主要的發電方式。

事實上,核能佔台灣總發電量約 8~13%,並不像部分人想像的比例那麼高。當民眾高估核電佔比,很可能就會傾向:「絕對不能沒有核電。」在我們的民調也顯示:五成民眾認為不用核電廠,台灣就會缺電。

資料來源│台大風險中心依經濟部能源局資料計算 圖說重製│林洵安

不過,核能發電牽涉的問題非常廣泛,國際上也爭論不休,在此無法詳述。

但不論擁核或反核,民眾應該獲得充分資訊,對於這項爭議有更完整的了解,才能做出更好的判斷。如果民眾對低碳議題已有相當程度認識,大家願意做出哪些改變呢?

許:民眾的改變可分為三個部分:

一、民眾對於自己可掌控、成本較低的行為,很願意做環保、愛地球,如:

資料來源│ 邁向低碳社會的行為與制度轉型研究 圖說重製│林洵安

二、民眾也支持政府應有作為的低碳政策,如:

資料來源│ 邁向低碳社會的行為與制度轉型研究 圖說重製│林洵安

三、但是,民眾對於自己要負擔較大成本的政策,例如配合漲價、加稅,願意的比例立刻降到五成。即使願意付出,付出比例也偏低:

資料來源│ 邁向低碳社會的行為與制度轉型研究 圖說重製│林洵安

不過,如果加稅的對象是企業,僅剩兩成民眾不同意,甚至大多數認為加稅比例應該達到 6~10%。

這個研究結果顯示:雖然民眾環境態度已經相當成熟,但將認知化為行動,似乎不如預期……

五成民眾目前不支持加稅、漲價,可能的原因是什麼?

許:從「計畫行為理論」來看,認知和態度不一定會直接轉換成行為,特別是當個人缺少可用的資源或機會,即使本身有強烈的意圖,仍會降低真正採取行動的可能性。

計畫行為理論簡單說:我們心裡面的態度,怎麼轉換成行為,或是會不會受到某些因素影響而讓人不行為 ,有三個關鍵因素:

  1. 行為態度:個人內心對於行為所抱持的態度,比方說:節能減碳很重要,我必須要做一些友善環境的行為。
  2. 主觀規範:如果我做或不做這件事情,會不會有些社會壓力。比方說:父母親或老師的要求,會不會讓我採取節能減碳的行為。
  3. 知覺行為控制:我有沒有辦法把這件事做好,這就涉及個人對於完成某行為程度的掌控度,例如:當不需要使用電燈時,我會不會隨手關掉。

所以在 2017 的民調中,我們進一步分析受測者的性別、已婚或未婚、是否有未成年小孩、收入高低 (以薪資四萬元為區分)、教育程度(大學以上、專科以下)、是否常常參與節能活動等等,看看這些個人變項,如何影響民眾面對自己需付上高代價的低碳政策。

結果發現,女性、已婚、有未成年小孩、低收入、專科以下、不常參加節能活動者,付出意願均比較低。原因可能是:已婚、家中有未成年小孩、教育程度較低、低收入等民眾的經濟負擔較重,而家中財務如果是女性掌管,增加開銷的意願相對也比較低。

值得注意的是,如果民眾參加過環保團體,像是鳥會、荒野保護協會、台灣環保聯盟,主婦聯盟舉辦的環保活動,比較傾向認同低碳政策,個人也容易出現環保行為。

關於「增加大眾交通運輸站點,是否能讓民眾減少開車或騎機車」,結果如何?

林:先來看看台灣人的交通生活方式!大體來說,五成民眾使用機車、兩成三是汽車、兩成四會選擇低碳的大眾交通工具、自行車或步行。

民眾選擇交通生活方式的關鍵是:交通社會排除、生活習慣和文化品味。所謂的交通社會排除,是指社會經濟地位不平等、大眾交通工具的普及度不足,比方說:偏遠鄉鎮的火車站或捷運站很少,民眾當然沒什麼機會選擇大眾運輸。

而 2017 年的民調顯示,當鄉鎮增加捷運站,可顯著降低民眾開車或騎機車的數量,願意轉換到大眾運輸的就有 8%。只不過,願意者大多數是機車族 (7%),汽車族則沒有太大影響。

資料來源│ 邁向低碳社會的行為與制度轉型研究 圖說重製│林洵安

理由可能是:汽車族通常是 40~55 歲的中年人,有一定的經濟能力,家裡可能有小孩、老人需要接送,開車是他們的生活方式。

相對的,機車主要是年輕人、中低階層、自雇者 (農民或小販等) 的謀生工具,只要有不錯的替代方案,最容易改變。雖然大眾運輸的車資,普遍稍微高於機車油錢,但機車族怕颳風下雨,機車也會耗損,所以還是傾向大眾運輸。

由此推知, 如果政府能夠讓大眾運輸的車資更接近機車油錢,或是補貼電動機車,應該有助於機車族選擇大眾運輸。

機車能減量太好了!台灣的機車高達一千五百萬輛呢……

林:欸……這裡要先幫機車族洗白一下!從全台灣整體的汙染量來看,機車排碳量不是最高的,只是機車族最容易因為好的低碳政策轉換成大眾運輸,所以建議針對機車減量來規劃。

台灣整體的排碳量,六、七成來自大工廠,前面說的加稅、加價等政策,就是要解決這些汙染「巨頭」,其中也包含家戶用電。

第二部分就是交通,大概占三成。陸上交通排碳量第一名是大型柴油車,再來是小汽車。機車數量雖然多,但總排碳量均比不上兩者。

但柴油車數量少、利益集中、容易發生集體抗爭,很難改變。汽車族經濟條件和生活習慣所限,不像機車族容易轉換。

從另一個角度來說,機車減量不只是減碳,也能挽救人命!2017 年機車事故達所有車禍死亡人數 36.7%,為所有車輛中最高。中研院的研究也顯示,大眾運輸越少的鄉鎮,機動車輛死亡率越高。而當大眾運輸站點增加,立刻減少車禍傷亡,減下來的都是機車族。

全台機車總量高達一千五百萬輛。每到上下班時間,台北橋的機車宛如瀑布般傾瀉而下。
圖片來源│iStock

總的來說,這次民調可提供政府什麼建議呢?

蕭:這次民調顯示的意義是:不少民眾已經 Ready,準備迎接低碳社會的來臨!但政府必須傾聽民意、拿出魄力,擬定並落實有效的低碳政策。

我們雖很嚴肅地討論國人節能減碳的知行落差,但也千萬不要變成低估民眾,好像國人還普遍很無知、無感!大多數國人的環境意識相對成熟,也有行為改變,贊同政府部分的低碳政策,顯示民眾是有知、有行動的。就算是加稅和漲價,也至少有一半民眾已經抱持支持的態度。

民眾知行落差所透露的意義,應該是:

雖然每個人都在行為上做出小小的改變,但缺乏集體行為,這部分是政府的責任。個人行為改變只是小善,政策改變才是大善。

政府必須負起責任,不能什麼都等著民眾去做,或是害怕民眾不支持,就不敢推行低碳政策,這是自己找藉口。你帶頭做好的政策,民眾就會支持你。以增加電價來說,雖有一半民眾不願意,但還有一半願意啊!

只是在制定政策之前,必須先了解民情。減少交通排碳量,可以從最容易改變的機車族開始,增設大眾運輸站點、補貼捷運車資、補助電動機車。開徵能源稅,這個稅應如何開徵?還是會變相提高油價?當然更重要的是產業結構要改變。總之,了解民眾願意為環境付出多少,再來慢慢調整政策。

蕭新煌堅定的說:「不少民眾已經 Ready,準備迎接低碳社會的來臨!」政府不要再找藉口,應該傾聽民意、拿出魄力,推行符合民情的低碳政策。
攝影│林洵安

許:我們對於政府長期的政策規劃,提出了幾點建議:

  1. 政府應該讓民眾了解,日常生活的改變不會造成損失,甚至可獲利。另外基於稅收中立的前題,建議政府將稅收改採雙重紅利的概念。例如:能源稅的開徵除了抑制汙染、保護環境,還可利用稅收收入,降低目前的稅制對於資本主義市場的扭曲。
  2. 國民的環境知識涵養,是影響接不接受低碳政策的重要關鍵。因此我們建議加強校園的的低碳教育,透過活動的共同參與,可傳達正確的觀念和習慣養成,進而影響社會上每個角落。
  3. 推廣裝設智慧電表,更有效率了解和確認家戶用電量變化與用電的效率,並告知民眾智慧電表的相關知識與優點,透過這種節電裝置進一步改變民眾用電行為。
  4. 政府應該在推行相關政策時,透過各種審議、公民參與途徑進行多元、多層次的政策溝通,以期讓全民都能理解低碳政策,同心推動低碳社會的轉型。

蕭:總之,政府不要輕易誤解民眾!三十多年來,台灣民眾真的有進步,雖然有些人還有點不清楚,但始終可以看到至少有近五成民眾已可稱為先鋒,願意在改變個人行為之餘,還支持必要的減碳政策。

這 50% 非常重要!台灣的民主經驗也只要 50% 的人倡議,民主就成功了。但這些人不能只是個人,必須參加支持環保的公民團體,才能形成集體壓力,促使政府執行低碳政策。

低碳社會的實現,關鍵就在 50% 有動能的公民,以及有實際作為的 NGO !

三十多年來,台灣的公民團體一到關鍵時刻就會出現,不管是環保組織、婦女組織、人權組織,這些都是台灣社會難能可貴的集體能量。

NGO 可以做些什麼事?中研院社會所又扮演什麼樣的角色?

蕭:NGO 平常主要透過傳單或各種環保活動,教育民眾環境知識,像是食農教育、能源教育等等。前面的調查也顯示,參與過環保團體活動的民眾,比較容易接受低碳政策。

現代的 NGO 也會進行「公民電廠」這類社會實驗,促成某些社區自己發電,分散能源生產,不要通通集中在台電。除了實質上推廣再生能源,也是很成功的能源教育與社區營造。

我們非常看重 NGO,因為 NGO 不但代表民眾的集體意識,也能把民意匯流起來,形成集體力量對政府施壓,所以政府也會邀請他們參加能源轉型會議,討論減碳白皮書。我們的計畫也邀請了二十幾個 NGO ,討論政府、產業、公民社會等等應該有什麼作為,才能促成低碳社會。

而我們學者的任務,包括民意調查,從民情探索政策的可行性,並規劃台灣產業轉型建議書等等,善盡知識分子的責任。除此之外,我們也實質補助、聲援這些有動能的公民團體,像是好夥伴主婦聯盟的「公民電廠」,共同推動低碳社會的早日來臨!

延伸閱讀

本文轉載自中央研究院研之有物,原文為「隨手關燈 hen 好,能源稅再說?」從民調看台灣人節能減碳的知行落差,泛科學為宣傳推廣執行單位

研之有物│中央研究院_96
253 篇文章 ・ 2190 位粉絲
研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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所以我說,有沒有離岸風電的八卦?——〈離岸風電工程技術與在台灣創造的商機及發展〉講座紀錄
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2018/10/30 ・2306字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 567 ・九年級

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本文由 NEPII「第二期國家型能源科技計畫」委託,泛科學執行

  •  活動紀錄/馬嘉駿

政府為推動「非核家園」能源政策,近年將「離岸風力發電」作為重點發展項目,更喊出要讓臺灣成為離岸風電的示範市場。今年(2018)四月經濟部已完成離岸風力發電規劃場址遴選,共計 7 家開發商(10個離岸風場)為遴選獲選業者,合計總分配容量達約 3,836 MW。今年六月,經濟部也已完成規劃場址競價,共計 2 家開發商(4 個離岸風場)獲選,114 年完工併聯總計容量達 1,664 MW,我國離岸風力發電正加速前進。

十月八日〈第二期國家型能源科技計畫總期程期末成果展〉中,湛翔智由離岸風電技術談起,一探風場建置流程與其中商機。攝影/馬嘉駿

然而相較北歐國家擁有成熟的離岸風電技術,對離岸風電陌生的臺灣是否真的能從中創造龐大就業機會?環境衝擊與漁業衝突能否取得平衡?十月六日〈第二期國家型能源科技計畫總期程期末成果展〉中,知洋科技總經理湛翔智由離岸風電技術談起,一探風場建置流程與其中商機。

為什麼要推動離岸風電?臺灣竟然是世界優良風場?

湛翔智引用臺灣電力公司民國一百零六年發電能源結構佔比資料,燃氣和燃煤發電佔比各為 39%,位居龍頭,綠能電力勢在必行。

(圖二)世界各地風力等級示意圖。截圖來源:National Renewable Energy Laboratory
世界各地風力等級示意圖。圖/National Renewable Energy Laboratory

湛翔智指出,臺灣是風能分佈極佳的區域,發展離岸風電具有相當大的潛力。但風力電場位置選擇,並非以風力大小作為唯一考量,依據幾項因素:

  1. 場址運送電力成本
  2. 排除航線
  3. 排除生物棲息地

今年六月場址選擇結果出爐,共有彰化、雲林、苗栗、桃園四處,其中以彰化佔比62.6%居全臺之冠。而接下來的風場開發,將會是一個龐大的長期工程,仰賴海事工程、風機安裝工程、環境調查……等技術團隊搭起具規模的產業鏈。

給你滿滿的大平台!風場開發是科學與商機的大平台?

風場開發流程主要有四大步驟:

  1. 開發前調查
  2. 安裝水下基礎
  3. 安裝風機與變電站
  4. 風場運作與維護

其中,開發前調查各有三個子項目研究:風場條件、地質條件、生態條件,確保後續工作人員與設備的安全、降低風場對海中生物影響。

風場條件調查,藉由團隊搭建海氣象觀測塔,收集風能、氣象、波浪、海流、潮位……等資料,設計風電機具暴風抵抗條件,避免設備在極端天氣遭受破壞,甚至造成人員生命安全。地質條件調查則依靠聲納原理的「地球物理震測技術」,及「大地工程鑽取岩心技術」,取得海底地質軟硬度、斷層位置,確使風電機組建置不致傾斜倒塌。

目前台灣的風力發電主要設置於海岸,但未來將逐步增加興建離岸風機。圖為台中高美濕地一帶的風機。圖/juemi @Pixabay

擁有前期各式調查資料後,團隊便會展開「前端工程設計」,反覆討論或變更設計,包括港口後勤計畫、電力電網併聯計畫、以及風電機具的支撐結構設計、水下基礎設計。湛翔智以支撐結構設計為例,團隊工程師必須藉由前期風場調查、地質調查資料,計算承載機具結構是否會機械疲勞?也就是所謂的應力集中與變形量的計算;又或是計算設備搭建後是否會造成土壤液化……等地質變化可能。

接續水下基礎、風機安裝完成後,更還要有「專案認證」團隊進行最後把關,電廠才能正式運轉。其工作內容包含檢查計算過程、採購過程是否達到預期目標,確保風機、電纜、變電站、輸電網、監控中心各個環節並無疏漏。湛翔智表示,此環節目前只能依賴擁有豐富經驗的國外公司,而我國經濟部標檢局刻正扶植臺灣認證團隊。

而在整個風場開發過程,湛翔智一再強調承接工程「統包商」的重要性。其必須具備船機設備、工程技術、採購能力、調查能力、風險管理、海上作業安全等多項專業技術。尤其是海事安全,人員多半在風力極大的海事條件下,甚至是吊掛一百公尺高的風電機具作業,必須具備人力專業訓練和風險管理能力。

由此可見,風場開發需要大量人力,更儼然自成一個產業鏈。湛翔智樂觀表示,離岸風電將會創造出巨額就業機會。

說了那麼多離岸風電的好,它難道不會影響生態和漁業嗎?

許多人擔心離岸風電的環境影響。圖/SeahorseDigital@pixabay

至於許多人擔心離岸風電的環境影響,風機施工期間所造成的水下噪音對海洋生物之影響,可藉由國外已成熟之減噪施工技術,譬如使用氣泡幕、氣球網、隔離套管的工法,減輕風機設備打樁時的噪音干擾;亦或是於風機安裝振動感測器、水下麥克風,即時監控噪音問題,並能夠迅速擬定解決方法。

產業衝突上,漁業和離岸風電發展,湛翔智相信兩者是共榮共好,絕非競爭關係。漁業工作者在未來還能經過專業訓練,成為風電場環境調查員,兼顧海洋生態和漁獲捕撈永續性。

本文由 NEPII「第二期國家型能源科技計畫」委託,泛科學執行

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