美國風場營運向伐木業致敬,舊機換新有如砍大樹

作者 | 發布日期 2018 年 04 月 09 日 7:45 | 分類 能源科技 , 財經 , 風力 follow us in feedly

保羅班揚(Paul Bunyan)是美國伐木業的神話人物守護神,這位超巨大、力大無窮的樵夫,能一口氣砍光整片森林。如今改成美國風場營運商要向保羅班揚致敬,因為早期興建的風機遠遠不如更高大的新機種有效率,開啟舊風機原地改建新機的換機商機,陸續有如砍倒巨樹般拆除舊風機。



美國伊利諾斯州門多塔丘風場(Mendota Hills)於 2003 年完工上線,是美國最早的電網級風力發電場,總計有 63 具 850 千瓦(kilowatt)、52 公尺高的歌美薩風機,如今已經營運 15 年,風機本身已經遠遠落伍,製造商西班牙大廠歌美薩也已經與德國大廠西門子合併為西門子歌美薩(Siemens Gamesa),風場開發商背風可再生能源(Leeward Renewable Energy)打算將這片風場的 63 架老風機換成 29 具 2.6 百萬瓦(megawatt)、126 公尺高的西門子歌美薩新風機,更換風機後,同一片風場,發電容量可從 50 百萬瓦出頭,提升到 76 百萬瓦。

背風可再生能源不僅更新這處風場,目前旗下經營的 19 處風場,有 17 處都已超過美國對風能的產品稅務補貼(Production Tax Credit,PTC)10 年期限,門多塔丘風場只是其中最老的一個,如今背風可再生能源正全面評估舊機換新。

由於風機技術進展快速,風機規模越來越大、高度越來越高,可取用更高空更穩定的風能,此外從扇葉設計、機艙系統最佳化,到智慧化調控等技術的進步,使發電效率也逐年提高。累積十幾年下來,舊機與新機的發電效率已有顯著差距,舊機換新成為風力發電產業的普遍考量,只不過考量的更換程度不同,是只更換扇葉、齒輪箱與部分零組件,還是要整機換新,完全拆除。

▲ 伐木業神話人物保羅班揚的雕像。(Source:By Owlsmcgee (Own work) [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

另一個考量是合約與補貼問題,舊機雖然效率不佳,但是興建於風能成本較高的時代,往往有較高售電價的售電合約以及稅務補貼,若尚未到期就拆除,反而不划算;不過,一旦當初的售電合約或是稅務補貼期限到期,由於最早興建的風場,往往都位於風能資源最佳的地區,改建新風機的發電效果更好,而且輸配網路已經建設完成。因此,舊機換新成為相當具有商機的市場,美國國家可再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory)預計至 2030 年,美國風機更新市場規模將達一年 250 億美元。

門多塔丘風場選擇整機拆除後重建,拆除辦法則向伐木業致敬,稱之為「保羅班揚法」。先將風機上所有液體如機油等抽乾,之後從基部像伐木一樣砍倒,倒下時以鐵鏈牽引控制倒落方向與速度,一旦風機與扇葉著地,就開始拆除風機的地基,之後重新澆鑄混凝土建造規模更大的新風機基礎。

過去拆除風機的方法是以吊車吊運人員由上而下照著風機當初安裝的順序反向拆除,這樣做有利於將風機轉售至二手市場,但如今老舊風機效能遠不如新風機,不利於二手市場,再加上考慮運輸物流成本,賣出整架舊風機不划算,還不如直接砍倒,拆除成本可降低 25%。舊風機拆解為廢鋼材出售,比較有經濟效益。

背風可再生能源預定拆除與新建工程,包含新建風機與變電站輸配網路升級,將於 2018 年底完工上線,上線後受惠於新風機的發電效能較高,發電均化成本預計可以降低 30%~50%,背風可再生能源認為這樣的成本以當前的電力市場相當有競爭力,將售電給資料中心營運商數位實境(Digital Realty)。

(首圖來源:Flickr/soundfromwayout CC BY 2.0)

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