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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。
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，尚依據幾項因素：
- 場址運送電力成本
- 排除航線
- 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：
- 開發前調查
- 安裝水下基礎
- 安裝風機與變電站
- 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
