套筒式水下基礎

採訪／編寫： 林茂雄

當離岸風電產業於全世界推展之際，搭上這波趨勢，世界各國也紛紛投入資金到綠能產業。在這之中，有的國家專注於追求離岸風場的發電量，因此將重心放在整體開發量的追求，而部分國家則是更進一步的嘗試建構自給自足的供應鏈，藉此希望建設風場所需的原件可以在地進行產製。該企圖是可敬的，但並非簡單容易。臺灣，身為追求極致在地化的其中一個國家，也勢必在此過程中慢慢地了解其複雜與困難。

在所有的在地化產製項目中，我們可由套筒式下部結構的生產製造為例，看到在地化的不易，同時了解水下基礎的生產並非可以在短短的幾年內就從無到有。關鍵就在於離岸結構物由於必須在極端惡劣的環境聳立數年，對於結構物生產上的品質要求勢必也是極度的嚴苛，然而這樣的一個特性卻常常被無經驗的新進廠商所忽略。

套筒式下部結構由套筒桁架（Jacket） 與鋼管樁（Pin Pile） 組成，而套筒桁架由主要鋼構（primary steel）和次級鋼構（secondary steel）所組成，在設計製造考量上，主要鋼構主要受到地質條件的影響，而與主要鋼構規模成對等比例的次級鋼構則主要受到風與海浪環境因素所影響。套筒桁架所達到的穩定性成為多數水深 35 米以上風場的水下基礎首選，考量臺灣水深、地質、環境條件，套筒式下部結構在風險控制、價格、可靠度的整體表現上，相較於單樁式下部結構以及重力式下部結構更適合台灣的風場。

在生產套筒桁架之前，一個經驗豐富的專業團隊至關重要，因此必須組成一個完整的組織，以確保生產作業的順利進行。在生產程序啟動前，完善的製造計畫、生產程序、施工方案說明書、環安衛計畫、品管程序都必須備妥，在具備相關經驗的人力 （包含合格的焊接工程師）到位後，施工圖方可依循準備出來。

以下是套筒式水下基礎的生產執行上的簡要說明（並非全部步驟）：

• 材料的處理、存儲和保護

• 材料檢查和質量控制

• 切割、倒角、卷板/彎板

• 鋼板、管件節點和型材的焊接和打磨

• 根據要求進行非破壞檢測

• 套筒桁架部件的廠內運輸

• 轉接段的製造、表面處理和塗裝

• 轉接段的組立、包含安裝所有次級鋼構、機電設備、業主指定部件和調試

• 腿管、撐杆、J 型管、支撐管、登船梯、中繼平台、爬梯的製造、組裝、焊接、表面處理和塗裝（如有需要）

• 組裝和焊接腿管和撐杆，形成套筒桁架的一個構面和 U 型構面，包括登船梯和 J 型管

• 上部桁架 U 型構面和平構面的焊接、塗裝和翻正，包含安裝登船梯和 J 型管

• 下部桁架 U 型板和平構面的焊接和翻正，包含安裝 J 型管、陽極防蝕和夾樁系統

• 將轉接段（TP）裝配到上部桁架並對接處進行塗裝

• 將上部桁架和下部桁架組裝和焊接

• 在項目進行期間按照 ITP 執行所有必要的檢查和調試

• 完成每個套筒桁架的最終檢查和機電設備檢查

• 準備和提交竣工文件／圖紙

• 運輸已完成的套筒桁架到儲運區

• 在裝運作業之前，將套筒桁架運輸到碼頭並進行稱重

從上述內容可以理解套筒桁架的作工複雜，而根據訪問荷蘭帕彭德雷赫特知名離岸平台工程設計顧問公司 Iv-Groep 的創辦人 Mr. Rob van de Waal，他亦表示國外知名的套筒式下部結構製造公司報價價格容易介於每噸 7,000 ~ 8,000 歐元之間，而臺灣的製造公司則似乎報價更高。根據目前臺灣報章雜誌以及在地製造商的財務報表推估，整座在地製造（非過水進口）的套筒桁架，平均價格都在前述水準之上。這之中除了包含新廠學習曲線累積所產生的成本，也同時反映套筒桁架製造是為勞力密集生產模式，需要很多技術熟練的焊接人力，這對於臺灣既有相關勞力缺乏的現況而言無疑是挑戰，於此同時，自 2019 年兩座本土水下基礎製造廠落成至今，光是應付在地訂單就已經頻於奔命，其中更發生交期生變因而被開發商砍單或是轉單國外的狀況，這都一再的反應套筒桁架在生產上的技術門檻與國際高度競爭環境。

配合離岸風電在臺灣發展的趨勢，臺灣的水下基礎供應鏈應運而生，這是絕佳的機會也是挑戰，有別於國外製造廠在離岸產業或是天然氣石油產業多年經驗的累積，臺灣必須在短時間內步上軌道並且肩負各專案的期程壓力。就在當前國際人才與開發商匯集臺灣之時，我們應著眼供應鏈管理、生產排程、並加強國外技術合作。在適當產業發展節奏以及成本管控之下，我們才能產出具有競爭力的綠電價格，而相關供應鏈也才能立足臺灣並進軍國際市場。