義大利油氣工程承包商塞班,進軍浮式基礎離岸風能

作者 | 發布日期 2019 年 04 月 15 日 8:00 | 分類 能源科技 , 風力 follow us in feedly


離岸風能的工程基礎,與離岸鑽油平台、海底油氣管線的工程有許多技術重疊之處,成為油氣巨擘進軍綠能的機會,義大利石油巨頭埃尼(Eni)旗下油氣工程承包商塞班(Saipem),積極投入離岸風能,挑戰浮式基礎,提出全新浮式基礎離岸風能技術,將在 2020 年於愛爾蘭外海進行測試。

塞班的浮式基礎結構「六角浮」(Hexafloat)顧名思義為六角形,六角浮式基礎則由鋼管焊接而成,寬 180 英尺,內有水壓載艙,總重 1,300 噸,配重懸掛於下,由鋼製籃子內裝滿數千噸重的磁鐵礦組成,以合成纖維繫纜懸掛於六角型浮式基礎,同樣大小規格的六角型浮式基礎可搭配大小不同的風機,配合不同規格風機時,懸掛於下的配重可以升降調整,若搭配較重風機時,可將配重位置下移,以做為平衡。整個結構再由 3~6 條泊索以拖錨固定於海床,輸電纜線則以緩波式(Lazy Wave,註)連接,如此可將海床施工減少到最低。

這樣的設計有助於量產降低製造成本,以利降低最終的每度電均化成本。該設計適用的海域為水深 50~150 公尺範圍,並能抵擋最高 15 公尺高的大浪。此外,考量簡化岸上碼頭的物流作業,零組件的寬度小於 70 公尺、軸高小於 10 公尺,已利能相容於大部分的港口碼頭,安裝作業不需要特殊起重工作船或是乾塢。塞班計劃將風機直接於港口處就安裝在浮式基礎上,然後整個結構直接拖出海,以節省海上施工成本,整個結構拖運過程,可抵擋最高 3 公尺的浪高。

該設計概念在 2018 年已經先於一處海底盆地小規模測試,接下來將在愛爾蘭西北海岸的梅奧郡貝爾馬利特外海、愛爾蘭永續能源(Sustainable Energy Authority of Ireland)的測試場地,斥資 3,100 萬歐元進行全規模測試,歐洲海洋能源中心(European Marine Energy Centre,EMEC)將主導測試計畫。

具有海事工程經驗

歐洲海洋能源中心表示,愛爾蘭的該處測試場址,浪高最高可高達 17 公尺,是世界上海象最嚴苛的地點之一,只要浮式基礎能證明能在這樣嚴酷的海象條件下安全運作,那麼其他海象較不嚴苛的地點都能有信心使用,將為浮式基礎離岸風能開啟龐大商機。

塞班過去主要進行油氣基礎建設相關工程,例如興建穿越波羅的海的俄羅斯維堡到德國格賴夫斯瓦爾德的北溪天然氣管線(Nord Stream AG),如今以其海事工程的經驗,要轉投離岸風能工程,對六角浮浮式基礎深具信心,認為在傾斜角度穩定性以及結構重量上,表現將會勝過現有的其他浮式基礎設計,不論是駁船式、半潛式還是深水浮筒式。

油氣巨擘由於過去發展海上鑽油平台、海底油氣管線工程,在海事工程上具有技術經驗優勢,在迎接「後石油時代」必須往綠能邁進的轉型計畫中,離岸風能就成為很自然的出路考量,目前基樁式離岸風能技術已經趨於成熟,浮式基礎成為下一個待開拓的領域,浮式基礎可以適用於更深的海域,能大量開拓離岸風能的風場空間。

挪威國家石油公司改名而成的平挪(Equinor)即發展深水浮筒式的浮式基礎離岸風能,已經於蘇格蘭開始商用;殼牌( Royal Dutch Shell)於 2019 年宣布與隸屬於歐洲第二大能源集團萊茵西伐利亞(RWE)的英諾吉(Innogy)以及離岸風能技術開發史蒂斯達爾離岸風能科技(Stiesdal Offshore Technologies)三方同意合作,共同推動挪威外海的離岸風場計畫,以示範史蒂斯達爾離岸風能採用管狀鋼製主架構與懸吊式龍骨的 TetraSpar 浮式基礎概念。

此外,殼牌與塞班也都投資高空風力發電,殼牌於 2019 年 2 月投資 Google 母公司 Alphabet 旗下的高空風能新創公司馬卡尼(Makani),塞班則投資義大利高空風能公司箏發(KiteGen)。除此之外,塞班還積極研究其他綠能市場,包括生質能源、太陽能電池、聚光式太陽能、碳捕捉、碳再利用、碳封存。塞班朝向綠能的努力,也可說是為油氣巨擘往綠能轉型的趨勢再下了一個註腳。

註:海纜由海面上往下延伸後,有一段由浮具先略為往上抬,再繼續緩緩至海床,稱為緩波式,如此的波狀設計是為了緩衝海流與波浪拉扯時浮式載具與海底之間的相對運動,緩和纜線對海底著地點的拉力負擔。

(首圖為示意圖;來源:Unsplash