1.1 研究動機
隨著經濟成長,人類對於能源之需求逐年增多,尤其是近幾年金磚四國等開 發中國家快速崛起,更加速了煤炭、石油及天然氣等各種石化能源消耗,除了儲 存量明顯逐漸減少,價格不斷飆漲,也因為石化燃料燃燒,排放大量溫室氣體,
導致了全球氣候變遷加劇,洪水、旱災、颱風和嚴寒大雪等災難出現次數更加頻 繁且強度更大,每年因氣候異常所造成的死亡人數因此不斷上升;所以管制二氧 化碳等溫室氣體排放以減緩氣候急劇變遷,已是目前世界各國首要環保工作重 點,其中再生能源因具有低污染、永續使用特性,特別受到重視,世界各國紛紛 加速推動再生能源研究、發展與應用,使得再生能源產業於1990年左右開始蓬勃 發展,並呈現跳躍式成長。
我國自產能源匱乏,百分之九十九是由國外進口,進口量逐年隨著經濟成長 增加,在所有需求能源中,以石油及煤炭為主,每逢中油、台塑石油公司因應原 油價格變動而調漲油價時,各行各業為反應生產成本增加,往往跟隨著提高各種 物品售價,而帶動一波波物價上漲,政府在體察國民基本生活及經濟發展需求的 考量下,過去幾年雖燃料價格不斷飆漲,卻一再暫緩電價調整,導致台電公司出 現嚴重虧損,經營備極艱辛。
為提供穩定電力供應,避免因缺限電造成產業巨大損失及民生用電不便,同 時又能符合政府環保減碳政策,有效分散電力燃料來源,提高綠色能源結構比重,
就顯得格外重要,而風力發電就是一個最佳解決方案;能源局依據經濟部97年6月 5日核定「永續能源政策綱領」,在「97-106年長期負載預測與電源開發規劃摘要報 告」中有關電源開發規劃議題上,就宣示將積極發展及有效運用無碳再生能源,
並預定民國104年再生能源發電裝置容量達到497萬瓩,民國114年達到845萬瓩;
至於台電公司更是自民國79年12月,便於澎湖七美離島完成兩部發電容量各為100 瓩的先導型風力機組,總裝置容量共計200瓩,進行風力機組與既有柴油機併聯運
轉試驗,民國89年再於澎湖中屯開始興建四部風力機組,總裝置容量共計2,400瓩,
於90年9月13日開始商轉,且後續積極推動風力一期~風力三期及金門及澎湖等風 力計畫,台電公司希望至民國101年,其所設置之風力發電機組總裝置容量約可達 30萬瓩以上。
在台電公司與民營業者如火如荼推動風力發電計畫及執行過程中,未能如期 商轉、無法發電運轉等問題卻時有所聞,甚至台電公司於台中港北防風林區設置 的第2號風力發電機組於2008年9月28日薔蜜颱風來襲時,遭強風吹倒,漢翔航空 工業股份有限公司承攬台電公司香山及麥寮風力案,分別因申挖及許可作業緩 慢,履約時程控管不當等因素,導致逾期違約金達合約上限1.21億元與合約成立後 復疏於注意風機報價期限屆期資訊,增加承攬成本4.1億元等情事,遭到監察院高 委員鳳仙提案糾正等等問題也一一浮現;風力發電工程之機電設備除風力機組須 由國外承製進口外,其他各項機電設備、器材、電纜等機電設施,國內電機、機 械製造廠商皆具有產製、安裝能力,土建工程部分包括「風力機基礎、電氣室、
排水溝、施工道路」等,工程規模及難度不大,以目前國內機電及營造廠商之技 術能力與經驗,再配合外購設備之外商技師技術協助,理應有足夠能力如期如質 完成本項工作,所以前述發生問題突顯了現行在風力發電工程之執行過程中,存 在有許多值得探討及改善問題。
1.2 研究目的
我國現行風力發電之發展,與其他國家相比仍較為緩慢,設備技術方面也尚 未達到相對水平,尤其風力發電工程涵蓋土木、建築、結構、機械、電力、控制 等領域,因此工程整合就相對非常重要,台灣受限於起步時間較慢,現有曾參與 風場評估、開發、規劃設計及施工廠商寥寥無幾,在執行經驗方面,與國外先進 國家相比更顯得缺乏,以致於工程執行過程中,常有不可預料疏失,除造成完工 期限延誤,更會引發完工運轉後設備經常停擺問題,導致發電之可靠度降低,因 此如何成功執行風力發電工程,其關鍵因素為何,應是在積極推廣風力發電的同 時,另一個非常值得探討議題。基於前述動機,本研究將針對風力發電工程執行 過程進行探討分析,冀望達到下列目的,作為後續工程執行之參考:
1. 探討風力發電工程在台灣的發展、運用及其未來的成長性。
2. 政策、法令、成本等對風力發電工程執行之影響及衍生問題。
3. 探討風力發電工程執行過程中台電公司專家與民營業者及其他領域專家 認為之關鍵影響因素,並分析兩者是否因立場、角色不同所認定關鍵影 響因素而有差異。
1.3 研究範圍與限制
1.3.1 研究範圍
本研究範圍為國內陸上式、與電力網併聯方式之大型風力發電工程,包括台 電公司與民營風場開發業者發包之風力發電工程,並從成本面、現有法令面、實 際工程執行面去分析包括可行性評估、籌設、設計、施工及運轉維護等過程中之 各階段執行程序,並探討其中可能產生之問題,以及影響整個風力發電工程成功 之關鍵因素。
1.3.2 研究限制
目前國內尚無風機設備之設計、製造及能力,也完全沒有任何一家廠商曾經 參興建離岸式風力發電工程之實際經驗與實績,礙於相關資料蒐集困難及無實際 案例可供檢討,所以風力機設備之設計、製造以及離岸式風力發電工程執行程序 之關鍵因素探討,排除在本研究範圍以外。
另外獨立運轉供電小型風機及與柴油機、光電混合系統、因為使用時機、設 置程序等異於本研究內容,也不在本研究範圍內。
1.4 研究方法與流程
1.4.1 研究方法
在確定研究的動機及目的,釐清問題所在並確認研究主題後,本研究將透過 下列方法,找出我國執行風電工程之關鍵因素:
1. 文獻回顧:蒐集有關風力發電工程電業登記、再生能源電能收購作業、
系統併聯、竣工查驗等之法規及行政規則以及風力發電原理、發展過程、
產業現況等相關之碩博士論文、論著、期刊、研究報告等文獻資料,並 進行整理與分析,以瞭解在現有法令規定下,國內未來可能發展趨勢及 發展方向。
2. 案例蒐集及執行程序與問題探討分析:蒐集並分析、彙整國內風力工程 之成本、執行過程的程序及其期間各階段遭遇到之問題以及對工程影 響,歸納整理以得到風電工程可能產生問題並建立其影響因素初步清單。
3. 專家訪談:為進一步確認及印證經由前述方法建立之清單內屬於關鍵影 響因素項目,分別對風電開發業者、工程顧問、專業技師、施工之承攬 業者等領域專家作深度訪談,以驗證及歸納出風力發電工程在台灣未來 的發展性及工程執行過程中之關鍵影響因素,並提出具體結論與建議。
1.4.2 研究流程
本研究流程如下圖所示。
圖1- 1 研究流程
1.5 預期成果
透過前述說明之研究方法與流程進行驗證分析,本研究預期探討得知國內風 力發電工程的未來發展性以及政策、法令、成本等對風力發電工程執行所產生之 影響,並提出風力發電工程執行過程中之關鍵影響因素,供後續工程執行時參考,
以便能達到如期、如質完工,提高發電之可靠度。