风力发电技术日新月异,许多最早开始发展风能的欧洲国家,出现一个尴尬的问题,那就是最早安装、规模小且较无效率的老旧风力发电机,占据许多风力资源最好的风场,因此产生风机换新的商机,将旧风机提早淘汰,换成新的更大型、更有效率的风机,这在陆上风机部分已经有相当多案例,但离岸风机更换的成本较高,如今,瑞典终于有第一起离岸风机更新的案例。
丹麦动能集团(Momentum Gruppen A/S)于 2018 年 12 月宣布,11 月底时成功在瑞典哥得兰岛外海 4 公里处海域的博克斯蒂根(Bockstigen)风场,换新了 5 架离岸风机,成为全球离岸风机换新的首例。
旧的 5 架风机是印度制造商风能世界(Wind World)生产的 550 千瓦(kilowatt)风机,1996~1997 年建造,于 1998 年 3 月完工上线,当年是全球最早的离岸风能计划之一,动能集团保留离岸风机的缆线、基座与塔身,表示这些基础建设经过测试后都非常坚固耐用,更换机舱、扇叶与控制系统,换成维斯塔斯(Vestas)V47 660 千瓦风机的整修品。更换后,延长了风机的使用年限 15 年,而且每年预估发电量从 500 万度提升到 1,100 万度。
更新风机后,扇叶直径从原本的 38 米提升为 47 米,扇叶增大能撷取更多风能,也能在更低速的风力中发电,更新的软硬件控制系统较佳,对应风力的改变,都能更好的最佳化发电,不像旧式风机只能在风力适中时才能发出最大名目发电容量,因此虽然名目发电容量上只增加 100 千瓦,发出的总电力却能超过倍增。
博克斯蒂根风场身为欧洲最早离岸风场之一,技术早已落伍,虽然仍然保持获利,毛利却年年下降,而老风机的寿命也预计差不多快到期了,因此前一个营运者威克曼风能(Wickman Wind)计划要将原本的 5 架风机完全拆除,重新安装 10 架 5 百万瓦风机,威克曼风能认为同一趟工作船出海工作船期,可以先拆除之后安装,因此认为完全拆除的计划在经济效益上可行。
威克曼风能尚未进行计划,2015 年就把博克斯蒂根风场经营权卖给动能集团,但威克曼风能设下的更新计划遇上一个重大障碍,那就是要将总发电容量提高如此之多,既有的输电电缆无法负荷,得要铺设相对应的新电缆,但 2017 年哥得兰岛外连往瑞典本土的电缆计划取消,使得全面更新计划不可行,于是动能集团改为部分更新,保留基本设施,既省下预算也节省施工时间,计划从提出到完工,只用了不到一年,总支出不到 500 万欧元。
这起离岸风机更新工程的规模虽然小,但是可为整个欧洲提供经验参考,未来 10 年内,许多风场都可能评估是否要换新风机,最早安装的离岸风机,规模大多在 4 百万瓦以下,与现在的最新风机相比可说落差越来越大,2018 年 9 月三菱维斯塔斯(MHI Vestas)推出 10 百万瓦风机,奇异(GE)则计划 2021 年推出 12 百万瓦风机,风场营运商很快就会开始全面思考,全面更新风机有可能可 16 倍增发电量,也就是同一块风场可以产生 16 倍营收,这是一个强大的经济动力。预算较不充裕的小型营运商,则可能学习动能集团的部分更新,投资较少,但也能倍增营收。
尤其是瑞典、丹麦等最早发展离岸风机的国家,有大量千瓦等级的最老风机,更新的动力将最大,百万瓦等级的风机则可能较晚才会开始全面更新,但无论如何,风机更新不可避免将成为市场潮流,不仅将成为风机制造商在欧洲市场饱和下的新商机,也能让欧洲各国从既有风场中取得更多的电力。
- World’s First Offshore Wind Repowering Completed in Sweden
- Momentum succesfully completes the worlds first repowering of Swedish offshore project
- Repowering plan for Sweden’s first offshore wind farm
(首图来源:丹麦动能集团)