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义大利油气工程承包商塞班,进军浮式基础离岸风能

离岸风能的工程基础,与离岸钻油平台、海底油气管线的工程有许多技术重叠之处,成为油气巨擘进军绿能的机会,义大利石油巨头埃尼(Eni)旗下油气工程承包商塞班(Saipem),积极投入离岸风能,挑战浮式基础,提出全新浮式基础离岸风能技术,将在 2020 年于爱尔兰外海进行测试。

塞班的浮式基础结构「六角浮」(Hexafloat)顾名思义为六角形,六角浮式基础则由钢管焊接而成,宽 180 英尺,内有水压载舱,总重 1,300 吨,配重悬挂于下,由钢製篮子内装满数千吨重的磁铁矿组成,以合成纤维繫缆悬挂于六角型浮式基础,同样大小规格的六角型浮式基础可搭配大小不同的风机,配合不同规格风机时,悬挂于下的配重可以升降调整,若搭配较重风机时,可将配重位置下移,以做为平衡。整个结构再由 3~6 条泊索以拖锚固定于海床,输电缆线则以缓波式(Lazy Wave,注)连接,如此可将海床施工减少到最低。

这样的设计有助于量产降低製造成本,以利降低最终的每度电均化成本。该设计适用的海域为水深 50~150 公尺範围,并能抵挡最高 15 公尺高的大浪。此外,考量简化岸上码头的物流作业,零组件的宽度小于 70 公尺、轴高小于 10 公尺,已利能相容于大部分的港口码头,安装作业不需要特殊起重工作船或是乾坞。塞班计划将风机直接于港口处就安装在浮式基础上,然后整个结构直接拖出海,以节省海上施工成本,整个结构拖运过程,可抵挡最高 3 公尺的浪高。

该设计概念在 2018 年已经先于一处海底盆地小规模测试,接下来将在爱尔兰西北海岸的梅奥郡贝尔马利特外海、爱尔兰永续能源(Sustainable Energy Authority of Ireland)的测试场地,斥资 3,100 万欧元进行全规模测试,欧洲海洋能源中心(European Marine Energy Centre,EMEC)将主导测试计画。

具有海事工程经验

欧洲海洋能源中心表示,爱尔兰的该处测试场址,浪高最高可高达 17 公尺,是世界上海象最严苛的地点之一,只要浮式基础能证明能在这样严酷的海象条件下安全运作,那幺其他海象较不严苛的地点都能有信心使用,将为浮式基础离岸风能开启庞大商机。

塞班过去主要进行油气基础建设相关工程,例如兴建穿越波罗的海的俄罗斯维堡到德国格赖夫斯瓦尔德的北溪天然气管线(Nord Stream AG),如今以其海事工程的经验,要转投离岸风能工程,对六角浮浮式基础深具信心,认为在倾斜角度稳定性以及结构重量上,表现将会胜过现有的其他浮式基础设计,不论是驳船式、半潜式还是深水浮筒式。

油气巨擘由于过去发展海上钻油平台、海底油气管线工程,在海事工程上具有技术经验优势,在迎接「后石油时代」必须往绿能迈进的转型计画中,离岸风能就成为很自然的出路考量,目前基桩式离岸风能技术已经趋于成熟,浮式基础成为下一个待开拓的领域,浮式基础可以适用于更深的海域,能大量开拓离岸风能的风场空间。

挪威国家石油公司改名而成的平挪(Equinor)即发展深水浮筒式的浮式基础离岸风能,已经于苏格兰开始商用;壳牌( Royal Dutch Shell)于 2019 年宣布与隶属于欧洲第二大能源集团莱茵西伐利亚(RWE)的英诺吉(Innogy)以及离岸风能技术开发史蒂斯达尔离岸风能科技(Stiesdal Offshore Technologies)三方同意合作,共同推动挪威外海的离岸风场计画,以示範史蒂斯达尔离岸风能採用管状钢製主架构与悬吊式龙骨的 TetraSpar 浮式基础概念。

此外,壳牌与塞班也都投资高空风力发电,壳牌于 2019 年 2 月投资 Google 母公司 Alphabet 旗下的高空风能新创公司马卡尼(Makani),塞班则投资义大利高空风能公司筝发(KiteGen)。除此之外,塞班还积极研究其他绿能市场,包括生质能源、太阳能电池、聚光式太阳能、碳捕捉、碳再利用、碳封存。塞班朝向绿能的努力,也可说是为油气巨擘往绿能转型的趋势再下了一个注脚。

注:海缆由海面上往下延伸后,有一段由浮具先略为往上抬,再继续缓缓至海床,称为缓波式,如此的波状设计是为了缓冲海流与波浪拉扯时浮式载具与海底之间的相对运动,缓和缆线对海底着地点的拉力负担。上一篇: 下一篇: