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除了季風與颱風,台灣海峽底下每年大小地震多達千餘次,海底地牛頻繁翻身影響施工品質與難度,更增加日後風機維運的成本。目前國震中心與中央氣象局已彙整1900至2017年的歷史地震活動,歸納出淺層和深層地震的分區,並依據不同發生週期機率做成地震危害度分析,用來推測地震事件的震源參數。

財團法人中興工程顧問社大地工程研究中心主任冀樹勇說,颱風與地震這兩大自然因素,使得台灣離岸風電規劃設計無法直接移植歐洲經驗,這也是離岸風電國產化、在地化最大意義。

因為地震,台灣離岸風力機組的支撐結構與基礎設計困難度,更甚於歐洲北海地區,詳盡的海床地質構造探測,是離岸風機得以穩固佇立的關鍵,台灣第一艘自有的海床地質調查船「大地能源號」,已開始為風場預定地「健康檢查」。

環球測繪公司技術總監黃宗宸表示,調查船取得的土壤樣本要得經過專業人員的分析,才能決定這個位置適不適合蓋風機,或是適合蓋什麼類型的風機。

為了精準瞭解現場地質的結構特性,大地能源號已經跑過雲林、彰濱等風場預定地,鑽孔深度達到80公尺至120公尺不等,未來也將嘗試往下鑽到140公尺以上,瞭解海床地層構造與自然振動週期、波傳特性與季節性環境變化等,探知風險處並想出克服的方法。

原子能委員會核能研究所組長黃金城認為,風場開發商絕對會重視環境調查,以進一步了解海床下的土壤條件,規劃載重設計後,藉以降低風機因土壤液化傾倒的風險。

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另一個壞消息是,台灣離岸風場集中的彰化外海海域,「幾乎都屬土壤液化高潛勢區」,成大水利及海洋工程系副教授郭玉樹說,但要開發風能,「風」是首要的考慮條件,而且能源局已經選定風場。

郭玉樹指出,在陸域做工程相對簡單,因為都是穩定的環境,陸上的結構體如果碰到土壤液化土層,可以透過置換土壤或灌漿、動力夯實、礫石樁等工法改善,但海域是劇烈晃動的,海床土壤液化沒辦法比照陸域處理,只能保守設計,例如把期原本設計可支撐100年的基礎調整為50年。

但保守設計應該採用多少參數,目前沒有定論,「找到評估方法,是我們(學術界)目前最急,也最想幫國內廠商做的事。」郭玉樹說,離岸風電機電組水下支撐結構設計,必須依據海床土壤等現場環境、外在條件、以及結構動力學模式等變數,來預測設計負載效應,應該要做用那些參考係數,還在研究。

不過,台灣大學工程科學及海洋工程學系主任江茂雄認為,土壤液化可以從工法上來改善,他說,由地震造成的土壤液化,從台北市士林、大直截彎取直,就可以了解,「有液化風險,樁就打深一點」。

江茂雄說,「土壤液化」確實是個問題,探勘時應該納入考量評估,但不致於嚴重到影響開發,前提是,開發商必須找出或計算出來,離岸風電機組水下結構設計最適當的強度。

離岸風電存在較高的技術門檻及開發成本,以台灣為例,每個風場幾乎都要耗費200億元以上建置,發電成本是陸域風機的2至3倍,由於離岸風機尺寸巨大,裝設地點又在海上,因此不論運輸或安裝都需要特殊的工作船,加上台廠缺乏實務經驗,相關海事工程人才不足,機具造價高昂,對於欲加入的廠商都是沉重負擔。

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