第三章 國內風力發電發展
3.1 全球風力發電發展之現況
3.1.1 發展之現況
在面臨能源逐漸短缺及環境遭受破壞造成氣候異常兩大危機中,世界各國一 致認為最有效及可行的解決方法是發展綠色替代能源,以取代傳統石化燃料發 電,由於風力機之相關技術之成熟發展,加上發電成本已經相當接近石化燃料發 電成本,且為所有再生能源中污染性較低者,所以風力發電產業應是目前解決最 可行方案;近年來一些風力資源較豐富國家,均紛紛開始積極研究開發並利用,
加上民眾愈來愈感受到極端氣候所帶來生命及財產威脅,從排斥轉為支持,故近 年來安裝容量急遽增加,是所有替代能源中發展最為快速的產業;根據全球風能 協會(GWEC, Global Wind Energy Council)於2009年3月最新發表之「2008年全球 風力年報(Global Wind 2008 Report)」指出,全球風力機組累積裝置容量由1996 年的6.1GW(6.1×109W)增加至2008年的120.798GW,比2007年的93.835GW成長 28.7%,幾乎是2005年59.091GW的2倍;過去10年中,累積裝置容量成長約12倍,
從1997年至2008年,每年全世界風能至少都有20%以上成長率。
資料來源:GWEC, Global Wind 2008 Report 圖3- 1 1996~2008 年全球累積裝置容量
資料來源:GWEC, Global Wind 2008 Report 圖3- 2 1996~2008 年全球新增裝置容量
資料來源:GWEC, Global Wind 2008 Report,本研究整理 圖3- 3 1997~2008 年全球風能市場年成長率
在 各 國 風 力 機 組 至2008 年 累 積 裝 置 容 量 中 , 美 國 首 次 以 累 積 裝 置 容 量 25.170GW(約當於12,585台2MW風機數量)超越德國成為全球累積裝置容量最高 國家,德國與西班牙分別以累積裝置容量23.903GW及16.754GW分居第二及第三,
在亞洲方面之中國與印度,則以累積裝置容量12.210GW及9.645GW排名第四及第 五,而前十名累積裝置容量皆已超過2800MW(約當於1,400台2MW風機數量)以 上,有17個國家裝置容量超過1000MW(約當於500台2MW風機數量)。
有別於前幾年以歐洲國家成長最為迅速,在2008年美國是新增裝置容量最高 的國家(8358MW),中國與印度分別以6300MW及1800MW分居第二及第三,北
美及亞洲地區明顯大幅成長,與歐洲成為快速推動風力發電成長三大區域,特別 是中國大陸崛起,在2008年第一次領先印度成為在亞洲地區裝置容量最高國家,
使其在全世界風電市場佔了舉足輕重的地位,至於在風能產業技術一直居領導地 位的丹麥,則從2005年累積裝置容量排名第五名下降至第九名,惟其風力發電所 供應電力佔全國電力約20%,仍是世界各國中翹楚。
資料來源:GWEC, Global Wind 2008 Report 圖3- 4 2008 年全球前 10 名風力機組裝置容量國家
以2008年全世界風力發電已裝置容量120.798GW來換算,年發電量近2600億度 電,相當於1.5%全世界電力消耗,以台電網站公佈的我國CO2電力排放係數每產 生一度電(1K Watt x 1hour)約當產生0.636公斤CO2換算,因此每年至少可減少1.65 億噸CO 之排放,世界風能協會(World Wind Energy Association, WWEA)指出風
能產業已在全世界創造約44萬個工作機會,相關經濟產值達400億歐元,WWEA並 預測,到2010年風能產業約可創造66萬個工作機會,風力發電明顯在全球就業市 場逐步扮演了一個重要角色。
另 依 據 全 球 風 能 協 會(GWEC, Global Wind Energy Council)預測指出,
2010~2013 年 全 世 界 風 力 發 電 裝 置 容 量 每 年 將 分 別 新 增 30.4GW 、 35.2GW 、 41.2GW、48.2GW及56.2GW達到總裝置容量332GW,約是2008年總裝置容量2.76 倍,雖然預測容易受到景氣波動、經濟循環影響,加上美國因金融風暴影響恐會 放慢投資興建腳步,不過中國大陸崛起,應可填補此缺口,依全球風能協會在2006 年及2007年分別來年對預測年裝置容量為16.8GW及23.1GW,結果實際年裝置容量 分別為2007年19.9GW、2008年27.1GW,皆高於預測值,比較過往全球風能協會作 為,一向皆採保守預測,故應可樂觀期待此目標。
由於海域環境有風速較大、氣流較平穩、靜風期較短、噪音、炫影等對民眾 影響較小等條件,比陸域更有利於風力發電發展,所以在90年代丹麥、荷蘭、瑞 典 等 風 力 發 電 先 進 國 家 便 已 紛 紛 開 始 投 入 離 岸 風 場 興 建 ; 依 歐 洲 風 能 協 會
(European Wind Energy Association,EWEA)統計,截至2009年止,全世界離岸 式風力機組累積裝置容量為2055.9MW,全部集中在歐洲地區,其中以英國、丹麥 及荷蘭的882.8 MW、639.15MW、246.8MW分居前三名,最近幾年裝置風機容量 主要以3MW以上為主流機型。
表3- 1 截至2009年各國離岸式風力機組累積裝置容量 國家名稱 累積裝置容量(MW)
英國 882.8
丹麥 639.15
荷蘭 246.8
瑞典 163.65
德國 42
比利時 30
愛爾蘭 25.2
芬蘭 24
挪威 2.3
合計 2055.9
資料來源:歐洲風能協會
目前施工中風場,約有將近2000MW容量,預定陸續於2010年至2011年完工運 轉,其中以英國Greater Gabbard Wind Farm的500MW為最大,預定裝設Siemens公 司3.6MW風機140台,預定於2011年試運轉;值得一提的是中國大陸在2008年5月 核准第一個海上風電計畫,規劃於上海東南部的東海大橋左側興建第一座大型離 岸風力發電,場區內平均水深10米,平均風速為每秒8.4米,最北端距離岸線近6 公里,最南端距岸線13公里,預計裝設由大陸華銳風電公司自主研發的3MW風機 34台,輪轂高度90米、葉輪直徑90米,採用三葉片、水平軸的結構形式以及先進 的變槳變速雙饋的發電技術,配備緊湊型主傳動鏈、高性能的發電系統、獨立控 制的變槳系統和線上狀態監測系統,具備低電壓穿越功能,總投資約人民幣24億 元,海上風力發出的電力,經過海底電纜到達東海大橋橋樁基礎,沿大橋橋廂內 電纜併入上海電網;在2009年3月20日,第一台風機已吊裝成功,2009年9月4日,
首批3台風機亦成功投入運行,並於2010年2月3日順利通過240小時驗收考核,計 劃在上海世博會開幕前,34台風機將全部投入運行,為世博會提供乾淨能源,可 望為大陸風機產業帶來極佳宣傳效果。
離岸風場裝置容量皆高達數拾萬瓩,風機機組選用也至少為3MW以上,在規 模及規格都比顯然陸上型大,美國、加拿大等北美國家及中國大陸也繼歐洲各國 相繼加快腳步積極投入新的離岸風場規劃,離岸風場發展遠景與廣大潛力,已吸 引各國競相投入開發。