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產業技術評析
從歐洲離岸風電世代交替 看臺灣風電產業發展策略
發表日期：2016-02-24
作者：康志堅 (工研院IEK)
摘要：
全球風電市場發展已趨平緩，離岸風電因成長潛力佳而成為產業焦點。根據市場研究機構MAKE Consulting預估，全球風電未來五年(2016~2020年)複合成長率(CAGR)為1.8%，其中陸域風電...
全文：
一、前言
全球風電市場發展已趨平緩，離岸風電因成長潛力佳而成為產業焦點。根據市場研究機構MAKE Consulting預估，全球風電未來五年(2016~2020年)複合成長率(CAGR)為1.8%，其中陸域風電為-1.3%、離岸風電為44.9%，故離岸風電成長潛力遠勝陸域風電。
離岸風電產業關鍵議題為產品的大型化，藉以提高風場土地利用效率，並降低單位設置成本。2014年以前，市場主流技術為3~4MW系統，5MW以上系統商轉案例不多，產業視其為前瞻技術。2015年歐洲4個採用5~6MW離岸風電系統之風場開始商轉，代表離岸風電技術發展，已開始步入下一個世代，5~6MW系統由前瞻技術逐步變成主流技術，將對產業造成巨大影響。本文由歐洲5~6MW離岸風電應用現況談起，分析對於我國離岸風電應用與產業發展的影響。
二、歐洲5~6MW離岸風力機應用情勢
全球第一個採用5MW以上離岸風力機的商轉風場為2008年比利時Thornton Bank風場，該風場裝置6支德國Senvion 5MW風力機，發電容量為30MW。2008至2014年間，陸續有少數離岸風場採用5MW以上離岸風力機，但整體而言尚不普遍。
2015年全球計有17處離岸風場投入運轉，總發電容量為3,843.2MW，其中有四處風場採用5MW以上風力機(如表1所示)，四座風場皆位於歐洲，合計總發電容量為1,105.2MW，占2015年整體離岸風電裝置量28.8%。當年度5MW以上離岸風力機占整體離岸風電比例已接近三成，顯示歐洲地區5MW以上離岸風力機已開始進入大規模商轉階段。
表1 2015年商轉並採用5MW以上風力機之離岸風場
| 風場名稱 |
所在國家 |
風力機機型 |
風力機數量 |
總發電容量 |
商轉日期 |
Nordsee Ost
|
德國 |
Senvion 6.15MW |
48
|
295.2MW |
2015.5.11 |
Westermost Rough
|
英國 |
Siemens 6MW |
35 |
210MW |
2015.5.26 |
| Trianel Windpark Borkum |
德國 |
Adwen 5MW |
40 |
200MW |
2015.7.20 |
| Global Tech 1 |
德國 |
Adwen 5MW |
80 |
400MW |
2015.9.2 |
資料來源：工研院IEK ITIS計畫整理(2016/02)
歐洲地區開始大規模應用5~6MW離岸風力機之意義分析如下：
1.德國Siemens 3~4MW離岸風力機在全球各地所向披靡，幾乎沒有任何廠商為其對手。由表1 2015年5MW以上裝置實績觀察，其他廠商如德國Senvion(原Repower)、法國Adwen(法國AREVA/西班牙Gamesa合資)等已有相當數量的實績，逐步可與Siemens抗衡，預計未來Siemens仍可望持續為產業龍頭，但市占率將逐步下滑。
2.5~6MW離岸風力機在歐洲市場大量商用化之後，主要系統廠商已加速開發下一代離岸風力機組。下一代機組發電容量多集中於7~8MW，如Siemens 7MW、丹麥MHI Vestas 8MW、法國Adwen 8MW、日本三菱重工7MW等，其中MHI Vestas腳步最快，有機會成為第一家有8MW商轉實績的廠商(英國Burbo Bank Extension風場採用32支MHI Vestas 8MW風力機，預定2017年商轉)。
3.隨著5~6MW風力機在歐洲逐步成為主流產品，相關配合措施包括碼頭設施、施工船隻、機具等也要隨之調整。原先以3~4MW風力機安裝為設計目標之船隻與機具已無法達到最佳效益，因此歐洲已逐步更換新一代施工設備，以追求更高的安裝效率。但現階段亞洲地區離岸風場仍以3~4MW風力機為主，部分在歐洲已不符合最佳效益的施工設備，在亞洲地區仍可以達到最大效益，歐洲離岸風電施工業者於是逐步換上新一代的安裝船隻與機具，並將原先設備轉移至亞洲地區使用。因為施工設備的流動轉移，未來可以衍生一些新的商機如船隻與施工機具買賣仲介、施工船隻與機具租賃、人員訓練、顧問服務等。
三、對我國產業影響分析
歐洲開始大規模應用5~6MW離岸風電系統，對我國產業影響可以從風場應用與產業發展兩個層面探討，首先分析風場應用層面。
我國近年積極投入再生能源應用，離岸風電為重要發展方向之一，我國短期發展目標為2016年底以前完成兩處示範機組。目前兩處示範機組均規劃採用歐洲廠商3~4MW風力機，此為目前全球最普遍採用之離岸風力機組，應用實績非常豐富，現階段我國引進可減低風險。不過隨著歐洲地區已開始大規模採用5~6MW離岸風力機組，我國後續離岸風場應用須考慮將5~6MW機組納入規劃，相關配套碼頭設施(保留空間、承載重量)、施工船隻與機具、作業準則、安全規範、人員訓練等也必須一併納入考量。
另一方面，我國廠商目前亦規劃投入5MW離岸風力機開發，希望建立在地風電產業鏈。藉由離岸風場開發，發展在地產業為許多國家相當重視的效益，以提高本地投資額、產值與創造新的就業機會，對在地經濟發展產生助益。我國投入離岸風力機開發，須密切注意歐洲5~6MW風力機應用情況，以及下一代技術(7~8MW)的開發時程。依照歐洲系統廠商的發展模式，歐洲應用領先亞洲一個世代：即歐洲轉入新世代(5~6MW)，即將前一代(3~4MW)的安裝船隻、機具逐步轉移至亞洲市場；推估未來若歐洲再進入下一個世代(7~8MW)，便將5~6MW施工設備逐步轉移至亞洲。
若我國廠商開發出5MW風力機的時間點，慢於歐洲開始逐步應用7~8MW風力機，屆時歐洲廠商5~6MW機組已為成熟產品，同時已準備將5~6MW施工設備逐步轉移至亞洲，我國廠商將難以歐洲大廠競爭。因此，我國若投入離岸風力機開發，推出產品時程必須在上述情境發生之前，才會有較大的成功機會。
全球離岸風電技術一直以來均以歐洲廠商為領頭羊，亞洲包括中國大陸、日本、南韓與我國皆有廠商投入。中國大陸風電系統為我國禁止進口項目，對我國無影響；日本發展重點在前瞻之浮動式離岸風電，與我國現階段以固定式為主不同，對我國影響較低；南韓近期政策不明朗，產業發展遲緩。綜合而言，未來幾年對於我國產業影響較大仍屬歐洲廠商。
四、我國宜即早因應世代交替變局
2015年歐洲四個離岸風場採用5~6MW風力機，全球5MW以上離岸風力機市占率已接近三成，代表歐洲離岸風電應用已展開世代交替，5~6MW以上離岸風電機組由前瞻技術逐漸變成主流技術；相對亞洲地區仍以3~4MW為主流技術，5MW以上為前瞻技術。我國產業未來發展策略在風場應用上宜納入5~6MW規劃，包括風力機採用、碼頭、施工船隻與機具，以符合國際技術趨勢；在產業發展上，系統廠商須密切注意歐洲廠商5~6MW應用與7~8MW開發時程，思考我國發展利基與差異化策略，發展出具備在地特色之產業鏈。
（本文作者為工研院IEK ITIS計畫產業分析師）
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