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兩岸離岸風力發電環評合作與借鏡

2015-09-02 09:00:00
光宇工程顧問股份有限公司 杜明臨 總經理

摘要

  中國大陸近幾年來在環評的制度面與管理面均有長足的進步與發展,尤其在公眾參與的層面,環評已走在環保部門的前端,而環保部門又走在政府部門的最前頭,藉由公眾參與及監督,使得環評作業的品質與技術得以大幅提升;與臺灣相較之下,雖然臺灣環評的發展相對成熟,但也因公眾參與程度日益提升,使制度面產生的問題亦亟待克服與解決,兩岸環評制度均面臨結構性調整與轉變之際,相互合作與借鏡將能有助於突破目前的發展困境。

  中國大陸自從上海東海大橋海上風力發電項目於西元2006年通過環評審核之後,積極發展海上風力發電,預計至西元2030年的發展目標為裝置容量30GW,光宇公司自西元2011年開始協助上緯公司辦理苗栗縣竹南鎮離岸風力開發環境影響評估作業起,除了吸取歐美日先進國家離岸風力發電開發環評經驗,也與負責辦理上海東海大橋海上風電項目的上海勘測設計院簽署「離岸風電環評技術交流協定」,以期提升兩岸離岸風力發電環評作業與實務能力,因此本文將透過兩岸離岸風力發電發展近況分析以及環評實務上面臨的問題與因應方式比較,分析未來兩岸在離岸風力發電環評合作的利基與可行性。

壹、 前言

  根據離岸風力發電研究網站「4C OFFSHORE」統計全球10年風速資料顯示(表一),全球最佳的離岸風場前13名共18個風場有16個在臺灣海峽,2個在南中國海,其中有9個在臺灣領海範圍;換言之,海峽兩岸共同分享了這一項得天獨厚的天然資源。為了加速推動離岸風力發電開發,我國已明訂西元2030年達到離岸風機裝置容量3GW的政策目標,並且研擬以區塊開發方式推動,由政府先選定區塊並完成前置作業,再開放廠商競標,以確保規模經濟與國土資源有效利用;中國大陸國家能源局則在西元2014年12月發布《全國海上風電開發建設方案(西元2014年至2016年)》,約10GW的44個海上風電專案被列入開發建設方案(表二)。將督促中國大陸沿海各省加快建設海上風力發電項目,對海上風力發電建設進展情況及時跟蹤監測,並加強其協調,期望至西元2016年底前有較大突破。

  海峽兩岸政府都已積極支持離岸風力(海上風力)發電政策,然而面臨開發所需的環評課題,卻是影響開發時程的最關鍵因素,因此以下就兩岸離岸風力發電環評合作與借鏡之可能性進行探討,以期有助於兩岸環評技術之提升。

表一、全球10年風速排名 表一、全球10年風速排名 資料來源:4C OFFSHORE網站,
http://www.4coffshore.com/windfarms/windspeeds.aspx
表二、全國海上風電開發建設方案(西元2014年至2016年)
省份(直轄市) 項目名稱 規模 (萬千瓦)
天津 中水電新能源開發有限責任公司南港海上風電專案一期工程 9
河北 唐山樂亭菩提島海上風電場300兆瓦示範工程 30
國電唐山樂亭月坨島海上風電場一期項目 30
河北建投唐山海上風電場二期工程 20
華電唐山曹妃甸海上風電場 20
唐山樂亭海域五場址Ⅱ號區域300兆瓦海上風電專案 30
遼寧 遼寧省大連市莊河近海II號風電場 30
遼寧省大連市莊河近海III號風電場 30
江蘇 江蘇如東10萬千瓦潮間帶海上風電項目 10
中廣核如東海上風電場項目 15.2
江蘇響水近海風電場項目 20
龍源如東試驗風電場擴建項目 4.92
江蘇大豐200MW海上風電項目 20
東台200MW海上風電項目 20
江蘇濱海300MW海上風電項目 30
響水C1# 1.25
濱海北區H1# 10
大豐H7# 20
東台H2# 30
蔣家沙H1# 30
如東C4# 20
如東C1# 7.6
如東H12# 30
大豐H3# 30
竹根沙H1# 20
如東H3# 30
浙江 國電舟山普陀6#海上風電場2區工程 25
國電象山1#海上風電項目 15
琥珀台州2#海上風電項目 15
溫嶺1#海上風電項目 15
舟山金塘大橋2#海上風電專案 20
福建 福建省莆田市南日島一期400MW近海風電項目 40
福建省莆田市平海灣50MW近海風電項目 5
福建省莆田市平海灣二期250MW近海風電專案 25
福建省莆田市平海灣DE區600MW近海風電專案 60
福建省福州市福清海壇海峽300MW近海/潮間帶風電項目 30
福建省平潭綜合實驗區大練300MW近海風電專案 30
福建省平潭綜合實驗區長江澳200MW近海風電專案 20
廣東 珠海桂山海上風電項目 19.8
湛江外羅海上風電項目 20
粵電陽江沙扒海上風電項目 30
華能陽江沙扒海上風電項目 60
中廣核陽江南鵬島海上風電項目 40
海南 海南省東方市感城近海風電項目 35
合計 1052.77
資料來源:《全國海上風電開發建設方案(西元2014年至2016年)》附件,中國大陸國家能源局。

貳、 內容

  中國大陸第一個由上海勘測設計研究院完成的「上海東海大橋海上風電項目」目前已經商轉中,可說是亞洲離岸風電開發的先驅,然而檢視西元2006年所完成的環境影響評估報告書,當時由於其環評資訊並未公開,對於民情問題的處理較為不足,另外由於缺乏離岸風力發電的實際運轉經驗,在水下噪音的評估與影響亦有缺漏,鳥類撞擊影響則引用國外文獻資料,其他各環境因子之評估也較缺乏具體量化之評估。

  臺灣第一個通過環評的「海洋竹南離岸式風力發電計畫」前期調查大約自西元2011年開始進行,當時為了瞭解離岸風力電機組運轉期間對於環境的影響情形,光宇公司特別至上海勘測設計院進行技術交流參訪,由參訪經驗得知,受限於海域諸多軍事安全考量,對於海域的實地調查幾乎無法進行,因此也無法提供實際運轉的水下噪音或海域生態監測資料;儘管如此,由於上海勘測設計院具有非常豐富的海上風電施工經驗,光宇公司藉由技術交流協定的簽署,也更進一步了解離岸風力發電機組施工步驟與實際可能產生的問題,成為後續進行環境影響評估的重要參考資料。

  實際上苗栗縣海洋竹南離岸式風力發電計畫在初期選址的過程也曾遭遇到軍事管制區的限制而做了多次的調整,臺灣西部海域所特有的中華白海豚課題也是中國大陸海上風力發電計畫所沒有的部分,因此更需要大量的背景調查資料作為影響評估的論述基礎,漁民抗爭的問題又是政府難以協助且攸關開發計畫成敗的關鍵。為此,光宇公司與臺灣大學合作舉辦了國際學術研討會,邀請國內外專家學者及產官學代表共同討論離岸風力發電開發對於環境生態與漁業資源的影響,藉以增進各界對於離岸風力發電開發課題的認識,並且確認了後續環評所需調查評估的重點與方法,在此基礎之下,邀請國內各領域專家學者共同投入調查與研究,以提升環境影響說明書之可信度。

  海洋竹南離岸式風力發電計畫環境影響說明書順利於第一階段環境影響評估審查通過後,後續台電公司推動的彰化離岸風力發電第一期計畫也由光宇公司協助辦理,由於已有通過審查的案例作為基礎,離岸風力發電的重要課題與因應對策也都較為明確,因此也在西元2015年4月通過環保署環評委員會專案小組審查,成為第二件通過離岸風場環評的示範獎勵計畫。

  根據前述2件離岸風力發電計畫環境影響評估審查經驗,筆者歸納了現階段環評技術上有待加強與提升的重點,最主要在於評估的結果缺乏實證的支持,其根本的原因在於臺灣尚未有實際運轉的離岸風力發電場址可供實證研究。以中華白海豚課題為例,攸關中華白海豚聽力影響的聽力閾值試驗以及實際離岸風力機運轉的水下噪音音源頻譜資料都僅能透過文獻及國外的資料取得;漁業資源的影響方面,雖然國外有研究顯示可能帶來漁礁聚魚效應的正面影響,但也缺乏本地魚種及更深入的研究。目前環評所能做到的,是以最大的調查努力量盡可能取得充分的背景環境資料,再邀集國內相關領域最專精的專家學者協助進行模擬與評估,因此模擬評估的不確定性風險將使未來大規模離岸風電開發受到限制。

  另一方面中國大陸現有的離岸風電環評報告書雖然較缺乏量化數值的評估分析,但在西元2015年由中國大陸國家海洋局制定的《海上風電工程環境影響評估技術規範》則已明確地規範了各項環境因子的評估重點與方法,使環評書件的品質與內容進一步標準化,是臺灣可以做為借鏡的方式。值得一提的是,《海上風電工程環境影響評估技術規範》中也納入了一般環評較少注重的水下噪音調查與評估的方法(表三),目前臺灣環境保護署也正在制定相關的規範,兩岸若能在環評規範上有共同的標準,可讓兩岸的研究資源共同分享,解決目前臺灣調查評估能量不足的問題。

表三、海上風電專案各環境要素環境影響評估內容
  • 海上風電項目
  • 工程類型
海洋環境影響評估內容
海洋水質環境 海洋沉積物環境 海洋生態 海洋水文動力環境 海洋地形地貌與沖淤環境 聲環境(水下和水上) 電磁環境 環境風險
海洋生物生態 鳥類生態 景觀
海上風電機組工程
海底電纜工程      
升壓變電站工程
填海造地工程    
  • 注:★為必選環境影響評估內容,☆為依據建設專案具體情況可選環境影響評估內容。
  • 當升壓變電站工程位於海域時,應將海水水質環境、海洋沉積物環境、海洋生物生態、海洋水文動力環境、海洋地形地貌與沖淤環境列為必選評價內容。
資料來源:「海上風電工程環境影響評估技術規範」,國家海洋局,西元2015年
表四、海洋竹南離岸式風力發電計畫環境影響說明書海洋哺乳類保護對策
措施類型 對策 內容
預防性措施 中華白海豚活動敏感區位與敏感時間 以本計畫所調查及蒐集之結果顯示,苗栗縣各溪口水深5公尺以淺之海域為白海豚較頻繁活動之棲地。雖然目前風場預定位置已儘量避開中華白海豚棲息水深範圍,但施工船隻仍應避免在活動高峰時間進入目前所知的中華白海豚活動密集位置,航道劃設也應避開敏感區位。目前活動高峰時間在苗栗縣仍未有研究確認,因此應於2座示範風機興建前後(34座示範風場風機興建前)在風場預定範圍收集至少4季水下聲音資料,每季至少14天次,以了解中華白海豚活動高峰期。
施工工法選擇 機組基礎之施工工法應依據預定風場範圍之地形限制,考量鑽鑿式工法之可行性,以避免敲擊式基樁工法產生高強度之水下噪音。
減輕衝擊強度措施 使用聲音驅趕裝置 利用聲音驅趕裝置發出警示聲來暫時驅趕鯨豚。但不適合對瀕危的中華白海豚族群進行,因為驅趕就是一種騷擾且強迫性的改變其行為。
使用漸進式力道打樁 基樁施工如使用敲擊式基樁應以soft start (ramping up)方式進行打樁,由低力道的打樁慢慢漸進到全力道的打樁,讓鯨豚有機會在剛開始打樁時得到警告而遠離噪音源,以避免受到直接的傷害。
設置水下氣泡幕 當機組基樁施工使用敲擊式基樁應設置水下氣泡幕,以降低水下打樁噪音音量。過去案例實際設置結果顯示可以有效減低400-6400 Hz頻率範圍的打樁噪音,此頻率範圍恰好涵蓋中華白海豚一部份的哨叫聲 (whistle)頻率範圍,當距離打樁設施達250公尺時,此頻段的噪音在八度音頻段 (octave band)可以降低10-20 dB,而全頻段的噪音音量可以降低3-5 dB。有關本減輕對策在其他打樁工程中能證明有減低噪音成效,在不同區段內可減低5-35 dB的噪音,尤其在1~8kHz重要的海豚叫聲頻段中有顯著的功效。
限制船隻航行速度 臺灣西海岸中華白海豚游泳的平均巡航速度為4.74公里/小時(約2.56節),每群體觀察中,平均最大的巡航速度達7.68公里/小時(約4.15節),而五分鐘單位時間內所記錄到的最快瞬時速度為12.3公里/小時(約6.64節),雖然最快瞬時速度接近7節,但中華白海豚不會長時間維持著這麼快的瞬時速度持續游泳。建議在苗栗海域的作業船隻在行經中華白海豚主要活動範圍時(離岸小於2公里、水深少於12公尺海域),船隻人員應觀察是否有中華白海豚的活動,如發現中華白海豚應先降低航速,將船隻速度控制在6節以下,並避開白海豚群體的游動方向。
施工管制措施 苗栗海域中華白海豚主要分布在水深小於10公尺、離岸不超過2公里的海域,且移動方向主要為南北移動,如以敲擊式打樁時至少應針對靠岸側、及南北側之方向設置氣泡幕之減低噪音工法以減輕打樁噪音對於白海豚的直接衝擊。
警戒區和監測區設置觀察船在基礎打樁時進行監測,包含海上視覺監測及水下麥克風監聽。依照本計畫水下聲學傳播模擬結果,警戒區範圍半徑1公里,監測區範圍半徑2.8~5.3公里。
設置觀察船數量需依照總監測範圍面積及訓練有素的海上鯨豚觀察員視線範圍約1公里計算,假設於深水海域打樁其噪音可四處傳遞,警戒區周圍設置2艘船角位置於2公里邊長正方形航線以順時鐘或逆時鐘方式巡航,每艘船以船速6節行駛8公里航線需43.2分鐘;監測區每4平方公里設置1艘船,每艘船以船速6節行駛7.5公里航線需要40.5分鐘,總監測範圍面積36平方公里,總共需要10艘觀察船(。
開始打樁前,觀察員需先確認警戒區內至少30分鐘無鯨豚活動,打樁時一旦發現鯨豚進入警戒區,施工單位應立即停止打樁,等待鯨豚離開警戒區30分鐘後,再採取漸進式打樁慢慢回復到正常打樁力道繼續工程。若發現海豚進入監測區則觀察記錄其目擊資料與移動方向,確認海豚無再往警戒區移動。
水下聲學監測白海豚活動與生物性噪音 有鑑於本計畫為臺灣首批進行離岸風機施工之開發案,本案所累積之觀測資料將可以協助未來進一步評估離岸風機開發對海域生態之影響。為更精確了解水下噪音是否影響中華白海豚生態,於施工中及營運期間應於風場範圍內外至少共設置5個水下聲學監測站,利用被動式聲學錄音機偵測中華白海豚聲音以及當地之顯著生物性噪音(如石首魚叫聲),以了解施工對中華白海豚、海域聲境造成之可能影響。

  兩岸離岸風力環評在技術層面或有不同,但實際差異並不明顯,主要的差異應該是在公眾參與程度與民情抗爭的處理方式,臺灣在環保抗爭上已經逐漸走向組織化發展,抗爭手段結合環保團體、利益團體及利害關係人,強化媒體與網路發聲能力,能夠對環評審查產生一定程度的影響力;中國大陸近年來隨著經濟高度發展,民眾環境意識覺醒,再加上環評信息全本公開政策實行,公眾參與程度逐漸提升,也讓許多高污染的工業面臨民情抗爭的問題,但在政策支持之下的海上風電項目,環評似乎尚未受到民情問題的影響,因此在環境影響評估報告書中多以原則性說明對於漁民的影響需要加強溝通與補償。根據《海上風電工程環境影響評估技術規範》有關公眾參與的要求,僅規定進行至少100份民調問卷,其他形式公眾參與則未硬性規定,僅建議以座談會、論證會、聽證會、網上徵求、隨機調訪、諮詢專家意見等其他形式作為廣泛徵求公眾意見的輔助方式。臺灣的環評制度規定在環評報告書製作前應上網公開徵求意見,進行民意調查之外,並且必須辦理公開說明會,面對當地漁會團體及漁民的抗爭,如果再結合環保團體反對,透過媒體與網路的渲染效果,很可能會影響後續環評審查的進度。因此以台電公司彰化離岸風力發電第一期計畫為例,在辦理辦理說明會前與當地漁會團體及民意代表至少進行數10次的拜會與溝通,展現開發單位的誠意之後,才讓公開說明會和平進行,環評審查會也未發生民情抗爭情形,順利通過專案小組審查。

參、 結論

  綜前所述,兩岸由於環評制度與政治環境的不同,雖然環評技術本身差異不大,但在課題處理上的深度與方法卻有不同(表五),臺灣環保運動相對發展較早,可以預見中國大陸在環保意識日漸抬頭之後,即將面臨環保與經濟發展的嚴重衝突,而臺灣的發展經驗則可作為中國大陸日後面臨環評障礙的借鏡。臺灣的問題在於資源不足,許多必要的調查與實證研究缺乏適當的人力與場域來進行,以離岸風力發電為例,若能在中國大陸已完成運轉中的風場進行實地調查,驗證評估技術與環境友善計畫的成效,將可讓環境影響評估更加確實,環境保護對策更加具體可行。

  目前臺灣在水下噪音模擬與鯨豚類調查已累積了相當的實務經驗,漁業資源調查也應用魚探技術輔助量化評估,同時鳥類撞擊風險也引進模式進行模擬,未來仍應致力於相關量化評估的實地監測與驗證,以提升環評預測的準確度與可信度,而這些經驗當可作為中國大陸發展離岸環評技術的借鏡,隨著兩岸離岸風力(海上風電)政策的大力推動,可以預見在環評調查評估技術的需求將會有跳躍式的成長,兩岸的合作勢必能對提升環評技術的質與量產生實質的效益。

表五、兩岸離岸風力(海上風電)環評差異之比較
環評差異 臺灣 中國大陸
名稱 離岸風力發電計畫 海上風電工程項目
第一件離岸風場環評通過時間 西元2013年 西元2006年
調查評估內容 海洋哺乳類動物影響評估較為詳盡完整,鳥類撞擊風險及水下噪音採用模式評估,但缺乏實際離岸風力機組運轉數據驗證。
無環境風險評估項目。
量化評估較少,但有已營運之案例數據可供佐證。
具備環境風險評價項目,評估自然環境、災害風險、航行安全等項目,但以定性評估為主
環境管理計畫 較為具體詳盡,監測計畫內容完整,監測資料可公開。 大多原則性規範,監測計畫內容較少,監測數據取得不易。
公眾參與 參與程度高,漁業補償談判可能影響計畫進度,須由業者自行解決,方能通過環評 僅需進行問卷調查,未規定必須辦理說明會,民情問題不至於影響環評作業進度
環評規範 目前僅有一般性環評作業準則,無針對離岸風力環評之規範 國家海洋局於2015年制定「海上風電工程環境影響評估技術規範」作為環評規範
政策環評(規劃環評/戰略環評) 能源局正委託工業技術研究院與光宇工程顧問股份有限公司協助研擬「離岸風力區塊開發政策評估書」中 尚無相關規劃環評或戰略環評
資料來源:光宇工程顧問股份有限公司整理分析,西元2015年5月。

參考文獻

  1. 「兩岸三地環評制度比較研究」,李育明、楊宜潔、王彬墀、陳秋楊,台北大學自然資源與環境管理研究所。
  2. 「江蘇龍源蔣家沙300MW海上風電場工程環境影響報告書」,中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司,西元2015年3月。
  3. 「上海市科委“大容量海上風機系統集成的關鍵技術及海上風電風機基礎施工和安裝的關鍵技術”實驗項目海洋環境影響報告書」,上海勘測設計研究院,西元2011年9月。
  4. 「海洋竹南離岸式風力發電計畫環境影響說明書」定稿本,海洋風力發電股份有限公司籌備處,光宇工程顧問股份有限公司,西元2014年1月。
  5. 「離岸風力發電第一期計畫環境影響說明書」第三次修訂本,台灣電力公司,光宇工程顧問股份有限公司,西元2015年5月。