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2015年9月13日 星期日

歐洲離岸風電二十年經驗,大型風場成趨勢

作者  | 發布日期 2015 年 02 月 11 日 分類 能源科技 , 風力

歐洲這二十多年來在離岸風電方面可說是進展迅速,除了歷年成長快速並致力壓下發電成本,增加市場競力外,未來還規劃了達 100GW 的風場,二十年來的長期發展下,無論是建構還是營運都有許多地方可供其他地區參考。
歐洲離岸風電場在 2014 年新增 1,483.3MW,累積裝置容量達到 8,045.3 MW,總數 2,488 支風機,分布在 74 個風場。如果從 1993 年的 4.95MW 開始計算,這 21 年的 CAGR(複合年均成長率)達到 42.2%。如果離岸風電場的資本支出用 US$4M/MW 估計,則 2014 年歐洲離岸風電場的市場規模約 US$5,933M(相當於新台幣 2,400 億元)。


丹麥率先採用,英德等國也跟進

從國家別來看,第一名是英國(4,494.4MW,1,301 支風機,3.45M/支),其次是丹麥(1,271MW, 513 支風機,2.48M/支)、德國(1,048.9MW,258 支風機,4.07M/支)、比利時(712MW,182 支風機,3.91M/支)。目前,離岸風機的設計壽命是 20 年,以上估計的各國平均風機裝置容量數字為過去 20 年的累積,可以看到丹麥因為最早發展離岸風電(1991 年),所以平均數字最小。近年來比較積極發展離岸風電,且使用新式風機(5-6MW)的英國、德國、比利時平均數字比丹麥高出許多。


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(Source:The European offshore wind industry – key trends and statistics 2014, by EWEA)

歐洲離岸風電場開發商呈現多元化的趨勢,2014 年的領導公司有WindMW(19.4%)、RWE(14.1%)、Dong Energy(14%)、Iberdrola(12.1%)、Stadtwerke Munchen(11.2%)、EWE AG(6.6%)、Green Investment Bank(3.5%)。台灣的離岸風場開發商也許可以尋求與歐洲風場開發商合作的機會,邀請加入投資或擔任顧問,縮短學習曲線,並且降低風險與提高收益率。


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(Source:The European offshore wind industry – key trends and statistics 2014, by EWEA)

分析累積裝置容量的風場開發商,第一名還是丹麥能源巨擘 Dong Energy(24.1%),其次依序是Vattenfall(10.5%)、RWE(8.7%)、E.ON(7.3%)、Centrica(5.5%)、SSE(5.3%)、BARD(4.8%)。值得一提的是 E.ON 在 2014 年底時,宣布轉型,本業只保留再生能源發電與其相關的業務。E.ON 將出售核電、煤電、燃氣發電、燃油發電等業務。


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(Source:The European offshore wind industry – key trends and statistics 2014, by EWEA)

Dong Energy 策略性積極發展離岸風電,目標在 2020 年以前將成本降低到每度電 NT$4 元以下(EUR$100/MWh)。英國的環境下,Dong Energy 進行垂直整合,建置陸上變電所、出口海纜(Export Cable)、海上變電所、陣列海纜(Array Cable)、離岸風機。在德國市場,僅做到海上變電所到風機這一段,如果在丹麥,僅有陣列海纜與離岸風機。
Dong Energy 另一個優勢為經濟規模的採購量。以 Siemens 6MW 離岸風機為例,一次性的採購達 300 支,預估的採購金額約是 EUR$2,520M(約新台幣 1,000 億元)。相較於目前台灣離岸風場一次性採購金額約新台幣 100 億元,台灣的離岸風機採購成本將明顯偏高,不利於降低發電成本。


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離岸風場朝大型化發展

離岸風場有逐漸大型化的趨勢,2014 年的平均數約在 500MW 左右。從施工的角度來看,單位成本最低的經濟規模量是 100 支風機。歐洲目前量產且裝機數量最大的是 5MW,2014 年 6MW 僅安裝數十支而已。隨著 6MW 與 8MW 的離岸風機裝機數越來越多,未來平均風場的裝置容量上看 600-800MW。如果用 EUR$1.5M/MW 來估計風機成本,則數字約在 EUR$900-1,200M 之間。如果要換算成風場的投資金額,可用 EUR$4M/MW 估計,則數字約在 EUR$2,400-3,200M。


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(Source:The European offshore wind industry – key trends and statistics 2014, by EWEA)

Dong Energy 表示發生在 2016-2020 年的投資決策,將會使用 8-10MW 的離岸風機。目前市場上僅有少數公司正在研發 10MW 風機,如果真的在 2020 年以前商業化,未來總裝置容量在 1GW 以上的離岸風場就會變得十分常見。我們假設離岸風場的容量因素為 45%,則 GW 的離岸風場一年發電量約 3.942TWh,相當於核四發電量的 18.5%。換句話說,約只要 5.5GW 的離岸風電場就可以取代核四一年的發電量。


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前瞻未來,歐洲規劃了 100GW 的離岸風電場,已經同意的約在 26GW 左右,正在爭取同意的約 14GW。如果用 6MW 的風機來估計數目,未來歐洲約需要 17,000 支風機,大概是目前累積總量 2,488 支的 7 倍左右,市場成長的空間非常巨大。


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(Source:The European offshore wind industry – key trends and statistics 2014, by EWEA)

過去 20 年,歐洲的離岸風電市場呈現快速成長的趨勢,CAGR 超過 40%。未來,還規劃了 100GW 的風場,逐年實現。英國、丹麥、德國很可能因為離岸風電的興起而實現非核家園的理想。風場的開發商根據不同國家的情況,制訂不同的發展策略,爭逐這塊市場大餅。
隨著風機越來越大,離岸風場的投資將從數百億元提高到數千億元,建議台灣的開發商尋找歐洲有經驗的伙伴合作,共同開發,可達降低風險並提高投資報酬率的效果。台灣擁有將近 652GW 的離岸風電潛力,我們的風場採購也可以達到經濟規模量,期待以國家的力量來推動離岸風電,讓台灣成為綠電之島。