就是風狂,荷德丹 3 國計劃填海造島開發 100 吉瓦離岸風能

作者 | 發布日期 2017 年 04 月 07 日 9:15 | 分類 能源科技 , 電力儲存 , 風力 follow us in feedly

中國正在南海填海造島,為的是搶領海、搶經濟海域,在歐洲,多國際化則正打算在北海中央填海造島,不是為了彼此搶奪經濟海域資源,而是為了共同開發北海的風能資源。




這塊區域是位於北海中央、英國東岸以東 100 公里遠的一片淺海沙洲──多格沙洲(Dogger Bank),整片淺灘面積約 1.76 萬平方公里大小,將近半個台灣大,水深 15~36 公尺,遠比附近海域淺,落差大約有 20 公尺之多,這片廣大淺灘成為設立離岸風力發電場的良好場域。

歐洲風能協會(WindEurope)統計指出,目前北海是歐洲離岸風能建設主要地區,累積至今,北海佔歐洲離岸風能發電容量的 72%,近年來佔比更高,2016 年,北海佔歐洲離岸風能安裝發電容量的 96.4%。不過,即使北海已經是歐洲離岸風能的重鎮,到目前累積總發電容量不過 1.5 吉瓦,但是多格沙洲上卻有高達 100 吉瓦的潛力,怪不得興起填海造島的「風狂」夢想。

想在這片淺灘上興建浩大的離岸風力發電計畫,唯一的問題是,多格沙洲在北海中央,前不著村後不著店,但是這阻止不了求綠能若渴的歐洲諸國,為了開發這片廣大的潛在資源,以丹麥為首,加上荷蘭與德國投資,開始研究在多格沙洲上填海造島的遠大計畫。

這項計畫主導者,是荷蘭與德國跨國電網營運商 TenneT 與丹麥國家電網(Energinet.dk),TenneT 於 2016 年 6 月提出這個構想,2017 年 3 月,丹麥國家電網成為率先響應的合作夥伴;此外,TenneT 德國分部也參與此一計畫,使得這項計畫成為荷、德、丹 3 國共同開發的計畫。TenneT 表示,多格人造島計畫,將會是整個歐洲達成巴黎氣候峰會上巴黎協定中 2050 年綠能目標的一大步。

設置電力轉天然氣的儲能系統

計畫中打算填海造島,成為北海風能集中調度中心,以支援廣大多格淺灘上預計將可興建總共 70~100 吉瓦(gigawatt)發電容量規模的離岸風力發電場,島上可供駐紮人員、設備,並興建機場,減輕離岸風場建設與營運維護的運輸困難,比起從各國千里迢迢發出工作船駛往北海中央,統一運到島上,再從島上調度,在物流方面可節省許多成本與時間。

人造島更同時成為連結北海諸國的跨國高壓輸電節點,連往英國、荷蘭、丹麥、德國、挪威,島上還要興建太陽能發電場。TenneT 與丹麥國家電網認為,造島後成為跨國電力調度中心,風場輸電往各國的高壓直流輸配線路,同時為各國之間的電力調度線路,一魚兩吃,可以大為增加離岸風能的經濟效益,相對分攤降低建設成本。

但這項計畫的野心還不只於此,丹麥國家電網表示,這個人造島上,還可能計劃設置電力轉天然氣的儲能系統。

電力轉天然氣系統,是在電力過剩時,將電力以化學能方式儲存的想法。過去將電力轉為化學能的想法,主流是電解水以氫的形式儲存化學能,德國有小規模測試,但是氫與現有能源基礎建設的整合性成為擴大應用的一大障礙,因此,進一步有了電解水後,不是直接以氫來儲存化學能,而是用來結合二氧化碳後,製造出甲烷,也就是天然氣的主要成分,以甲烷來儲存化學能,這有許多好處,因為甲烷可直接供給燃氣發電廠發電,同時世界各國也早就有天然氣輸送管線的基礎設施,可透過這些管線輕易輸送。

北海油田原本就有天然氣管線,多格人造島計畫若將多餘電力轉換為甲烷,不僅可以儲存,還可直接接上北海天然氣管線,輸送到各國去,成為人造島計畫的另一個優勢。

將電能傳換為化學能的能源損耗相當高,原本並不划算,但若考慮跨國長途輸送,那就另當別論,因為電力跨國長途輸送得先轉換為高壓直流電,傳送到目的地之後再逆變回交流電,降壓接軌當地的交流電電網,中間的轉換損耗也不小。甲烷一旦製造出來,甲烷就是甲烷,經管線長程輸送,損失不大,不像長程輸電得一再轉換。

這項雄心勃勃的計畫結合支援離岸風力發電場、跨國長程輸配電力調度中心,以及電力轉天然氣儲能系統,看來潛力雄厚。不過,先前歐洲各國也提出過其他北海人造島計畫,最終卻沒有實現。

2013 年,比利時政府規劃興建甜甜圈形狀的人造島,用來當離岸抽蓄水電儲能站,儲存過剩的風能,這個主意顯然其中有些點子被 TenneT 吸收成為多格人造島計畫的一部分,但本身卻並未執行。民間部分,2008 年時,發明家多明尼克‧麥可里斯(Dominic Michaelis)提出開發海中浮島裝置,以同時利用離岸風能、太陽能、波浪、洋流、海水溫差發電,但也沒有實現。

多格人造島計畫的最大隱憂,是英國的動向,英國在多格淺灘也有離岸風力計畫,原本是多格人造島計畫的天然潛在盟友,但是隨著英國脫歐,合作上可能會出現額外阻礙。

丹麥國家電網保持樂觀,表示希望北海各國的電網營運商都會發現這個計畫的潛力,一一加入,更廣邀其他合作夥伴,表示合作夥伴越多越好。這個風狂計畫是否能夠實現,就看 TenneT 與丹麥國家電網的外交手腕,要是真能實現,將是對歐洲能源版圖有巨大衝擊的劃時代建設。

(首圖來源:Energinet.dk)