浮動式風機發展芻議與展望

黃佳寗＊主筆

* 中華經濟研究院輔佐研究員

一、前言

　　陸域風力發電及目前正值發展與建置階段的離岸風電，屬較為成熟的再生能源應用領域，在國際淨零碳排壓力與需求下，主要國家紛紛提出其短中長期關於風力發電（包含離岸風電）的建置與發展規劃。伴隨陸域及近岸處可裝置風機的場址日趨減少，在遠岸深水海域尋求合適場址建置浮動式風機，逐漸成為全球風力發電領域未來重要的發展目標。

二、國際浮動式風機發展趨勢

　　2021年在疫情影響下，主要國家離岸風電的建置均受到一定程度的影響，但上半年仍有6個風場啟用。伴隨開發成本較低的近岸地區逐漸飽和，且同一區域的併網容量達至上限，許多國家的開發重心逐漸轉向浮動式風機。以研發進程而言，歐洲起步最早，其中以英國的建置量最為可觀，目前已占全球浮動式風機裝置容量的一半，美國和中國大陸則急起直追，不僅是為能在新興市場佔據一席之地，同時也為因應國際淨零碳排壓力。

　　根據美國國家再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory, NREL）的調查研究，全球風能蘊藏量中有八成係在水深60公尺以上的海域，美國與中國均有50%以上的風電潛能需透過浮動式風機取得，日本、挪威、西班牙及義大利等國，更是高達90%以上，也凸顯出研發浮動式風機的必要性。雖然浮動式風機具有更大的發展潛力，但由於尚有不少技術瓶頸待突破，目前商業規模之浮動式風機裝置容量以歐洲為主，美國、日本、中國大陸等地仍以示範為主。同時，在相關政策的支持上，也以歐洲的規劃較為完善，相關內容可參見表1

　　從表1可看出，由於關鍵技術差異較大，浮動式風機距大規模商業化建置還有一段不短的路要走，但基於未來開發大量潛藏風能的願景可期，已有不少國家著手為未來浮動式風機的大規模建置，設計適合的獎補助機制；也有國家考量在短期內尚無法達到大規模建置的目標，在政策上先從整體離岸風電的健全發展為出發點，並將浮動式風機的未來建置規劃包含在內，一方面保留發展空間，另一方面也降低目標可能無法如期完成的風險。

　　蘇格蘭高風風場(Hywind Scotland)是全球最早採用浮動式風機的離岸風場之一，其嘗試也證明了浮動式風機未來可大規模商轉的可行性。這樣的嘗試，再加上過往海上油氣平台開採的經驗，讓英國成為國際浮動式風機研發與建置的領導國家。迄今，全球浮動式風機的總裝機容量約為100MW，伴隨技術成熟與建置成本的逐漸下降，浮動式風場的建置成本可望接近固定式風機，預計至2050年，浮動式風機設置成本將比現階段降低約70%，屆時全球的裝置容量也將超過250GW，占離岸風電20%以上。

三、對我國產業發展之啟示

　　全球潛藏的風能超過60％集中於水深超過50公尺的較深水域，且考量到各國離岸風場水深條件與開發成本的差異，浮動式風機雖具備可觀的發展前景，要如何克服技術瓶頸與施工難度等問題，也成為浮動式風機在台灣穩定發展的主要影響因子。

　　浮動式風機建置的困難在於需根據場址的海域環境設計錨碇系統，但其水下基礎與錨碇系統的開發與設計成本目前仍相當高昂，且需考量在實際海域環境長期運作的穩定度。近期日本裝設於福島的三座示範浮動式風機，便是由於研發成本過於高昂，且皆無法達到商業應用所需的發電容量因數至少30%的目標，加上日本政府尋求產業界投入資金接手營運未果，最終只能決定進行除役並拆除相關水下基礎設施。

　　台灣離岸風電也規劃發展與建置浮動式風機，在歷經示範風場、潛力場址兩個離岸風電區塊開發後，目前已著手第三階段「離岸風力發電區塊開發場址規劃申請作業」，要求開發商提出包含全面環境影響與評估的風場營運規劃書。但回顧現有固定式基礎離岸風電產業的發展經驗，國內尚未具備足夠的產業自主能量可完成離岸風力發電機組的製造與安裝，僅在水下基礎設計簽證與水下基礎製造取得部分參與機會。基於因應未來的浮動式風機建置需求，台灣宜強化相關關鍵技術研發與零組件人才培育及爭取國際合作的機會。同時，在投入浮動式風機建置與產業發展前，也宜深入了解歐洲離岸風場深水海域施工案例與成本效益，再依據台灣的海域環境進行相應的建置規劃與設計，以利台灣浮動式風機產業之穩定發展。

　　因此，建議政府儘早規劃本土產業參與浮動式風機與場域開發的方式與資源，累積本土在相關領域的量能，並積極爭取國際合作機會，借鑑國際經驗來強化台灣浮動式風機的發展進程，避免重蹈現階段離岸風機難以達到產業本土化目標的覆轍。

參考文獻

１．Wind InfoLink (2021), 浮式風機簡介（上）, 2021/10/20, https://www.infolink-group.com/zh-tw/wind/wind-analysis/floating-market-introduction-global-market-forecast-and-comparative-policies。

２．郭玉樹、翁子羚、曾玉修（2021），浮式離岸風機發展趨勢與挑戰，工商時報，名家評論，2021/02/19，https://view.ctee.com.tw/esg/26853.html。