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劉黎兒觀點》風力發電煩惱多 日本如此解決
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環保司法
「大規模洋上風力發電所.mgsite鹿島」茨城県縣的計畫完成時的形象圖。
「大規模洋上風力發電所.mgsite鹿島」茨城県縣的計畫完成時的形象圖。   圖:取自Windpower Group茨城官網

風力以資源而言,跟太陽能一樣,都是「無盡藏」的典型自然能源,也因此跟太陽能一樣,各國非常積極引進,像在英國,風電電費已比核電低,就讓國民很自然地質疑為什麼要蓋核電廠。

但是風電也有風電許多煩惱,日本也跟台灣一樣都是島國,不像歐洲有寬闊的平原地可以裝置,而且國民對環境、生態要求水準也高,因此風電遭遇的發電的煩惱真不少,也因此日本風電現在也還占不到1%,在世界占19位,遭挫的風電計畫也不少,發展風電的業者、企業或中央、地方政府努力解決,去年成長了8%,並且許多大規模計劃在建設中,打算幾年後會成長為現在3倍,到底日本是怎麼解決的?

日本因為是風電後進國,反而可以參考各國作法,不斷改進;根據日本NEDO(新能源產業技術總合開發機構)以及JWPA(日本風力發電協會)今年公布的風電實績指出,日本風電到今年3月底約有裝置容量338萬瓩(KW),已經都開始運轉了(2,245支風機、453個發電廠),而且現在開發中的案件高達1,049萬瓩,日本政府原本是期待到2030年時風電會達1,000萬瓩,也就是風電占有率提升到1.7%就不錯,但是看現在日本各界積極發展風電,而且建設大型離岸風電,預料在2020年後不久就可能達成日本政府2030年目標了。

2014年1年間,中國就多了2,320萬瓩風電,德國多了530萬瓩、美國多了490萬瓩,中國累績量高達1億2,000萬瓩,而且根據國際能源組織(IEA)推算世界風電總量2040年將達10億萬瓩以上,日本在2014年大幅落後,為世界19位,現在拼命想急起直追。

日本環境省以及業者指出,日本風電發展較適合風力發電的北海道及東北地方等送電線的整備落後,加上環評本身非常費時,或是農地等土地利用限制很多等,阻礙日本風電發展,JWPA的努力目標主要是放寬以及修訂適用風電地區的管制及相關制度,還有繼續開發能降低成本及效率化的技術,以及培育風電產業相關人才等。

日本地理條件跟歐洲不同,環評基準嚴格程度也跟現在風電世界第一的中國不同,雖然目前日本風電業界也還是有非常多的課題存在,到底要怎樣才能克服風電的許多問題呢?

(1)風電雖說跟太陽能一樣,裝置成本大為降低,但是基本上還是需要長期的投資,各國許多是大企業參與,日本則不少是地方政府非常積極,如青森縣或縣內各地方自治體;日本政府因為有2011年的311福島核災發生,因此致力再生能源,2012年全面開始實施固定價格買取制度,也就是以優惠價格收購,目前所有的建設計劃是以每度36日圓收購價為前提才勉強夠本,這也是培養再生能源初期所必須。

(2)開始發展之後,電力公司因為還想溫存核電的缺額,就以送電網不安定為理由而拒絕購買風電等再生能源電力,但是2015年經產省審議會認為太陽能需要檢討外,其他再生能源以行政指導方式要求各電力公司收購。

(3)目前計畫中或建設中的風電計畫大都是離岸風電,像是新潟縣村上市的建設計劃最大,合計44支風機,設定發電能力為220 MW(百萬瓦,亦即22萬瓩),有的進行順利,或有日本最大的再生能源公司RENOVA將在秋田縣由利本莊市建日本最大離岸風電發電所(560MW),該公司5年內將投資4000億日圓在離岸風電;但也有撤退的例子,如茨城縣政府打算在該縣鹿島港海岸建設25~50支風機,打算開一個125~250MW的離岸風力發電廠,但得標的丸紅商社最近宣布撤退,主要原因是發現建設成本比原本評估的高太多。

(4)丸紅撤退的另一個原因是現在風電各國成本都在降低中,現在高價投資去採購的裝置設備眼看著就會不值錢;但是日本國內的風機等並沒有量產而價格大降,這是日本風電業者很頭痛的;雖然現在日本國產業風機產量占有率略有提升,但也不過還只有17%,但是採購外國風機,則有保修備品是否能持續入手等問題;因此廉價的國產風機,確保在維運時長期穩定供應備品是很重要的,台灣的風電業者也遭遇類似的問題。

(5)日本關於離岸風力,也會遭環保團體抗議,或是原本環境省的審查基準也相當嚴格,因此離岸風力都是離開陸地1~2公里處的海域才是設置離岸風力對象區域,追求生態與風機共存,但成本自然會高,這也是政府以及國民對於電力代價的認識;日本國民尤其經過福島核災,基本上對於電力代價是很高的,有相當認識。

(6)風電最大瓶頸之一是噪音;日本全國風電施設周邊噪音測定結果都是20Hz以下超低周波音,也就是低於人間的知覺閾値(無影響上限,也可說是最低影響下限)環境噪音比起來,不算是過分的,但這需要相當技術上或距離上的努力。

(7)離岸風電有對海洋生物以及漁業的影響──日本參考丹麥等風電先進國的作法,進行各種研究與對策,如在風機基礎部人工魚礁化,就會將影響減至最低;施工時因為噪音嚴重,60公尺內的魚類如鮭魚都會躲開,因此要研究當地魚類的繁殖時期等,這樣離岸風機才能與生物共存。離岸風機如果離得夠遠,對鳥類的影響較低。

(8)陸地風機即使迴避對居民噪音等健康影響外,在日本發生的問題是對鳥類的影響,尤其是日本青森、北海道都是大型風機為主,有的直徑長達100公尺,轉動時葉片會跟鳥衝突,許多貴重的鳥類因此死亡或不再飛來;像青森縣境內就有3件被指影響環境的計畫,像是「陸奧小川原風力發電事業」原本是打算在下北半島太平洋岸建設42支大型風機,而成為日本最大的126MW風力發電廠,但是因為建設預定地有部分是稀少鳥類生息渡來地,也因此縮小地區,重擬成原來一半以下的規模。

(9)此外,日本如三重縣等發生過大型風機掉落事故,讓居民對安全性非常擔心,經過1年後,加強各種安檢等,才獲得諒解;基本上大型風機成本較低,小型風機較高。

離岸風力著床式,至今是世界主流,大部分都是水深80公尺以下採用,如果水深80公尺以上就改採浮體式;比起成本是陸上風電建設費為2~2.5倍,運轉維持費也是2倍以上,但可以接收到洋上強風發電,設備利用率(相對於發電能力的實際發電量)接近1.5~2倍水準。

但因為是長期投資,日本各電力公司非常消極,主要是地方政府較為積極,但也都是縣政府級才能建設離岸風電;其他「自治體風車」及市民團體的「市民風車」大抵都還是陸上風力,設備利用率也相對較低,非常辛苦,但是日本官民這方面的決心還是很大的,尤其地方政府非常支持,不斷對中央政府施壓,而要求電力公司等配合,因此幾年內將會成長3倍吧!

「大規模洋上風力發電所.mgsite鹿島」茨城県縣的計畫完成時的形象圖。
東京都中央防波堤内側海埔新生地設立的東京臨海風力發電所,暱稱為「東京風車」。   圖:取自東京臨海風力發電所官網
「大規模洋上風力發電所.mgsite鹿島」茨城県縣的計畫完成時的形象圖。
「鹿島港深芝風力發電所」運轉中的5MW風力發電機。   圖:取自日立製作所官網
「大規模洋上風力發電所.mgsite鹿島」茨城県縣的計畫完成時的形象圖。
日本風力發電引進成長曲線。   圖:NEDO製圖

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