綠能產業

全球離岸風電運維市場仍處於初期階段，缺乏長時間運維及老化機隊故障排除等經驗。截至2022年，全球僅有1.8GW裝置容量的風力機運行超過10年，即便至2029年時，該數字將增加至20GW，亦僅約占全球市場的10%。屆時，將近90%的風力機(約165GW)機齡將不足10年，且下世代風力機亦尚具許多運維的不確定性，更複雜、困難的故障及問題將可能產生，因此將需要更多運維技術的創新與策略，運維工作將需要不斷發展，以因應遠端監控及成本上升的挑戰。隨著離岸風電市場的成長、裝置容量的增加與下世代風力機的出現，全球應加速運維技術與策略的創新和研發，以因應未來運維市場的新興需求。其中，創新的監控技術與數據分析技術將有助於進一步提高運維效率、降低運維成本。

根據Wood Mackenzie數據顯示，2011-2020年間全球共新增約6千座離岸風力機，而2021-2030年間將再安裝約2萬5千座，新增數量增加4倍以上，成長快速。後續長達25-30年之運維作業需求龐大，加上風場持續往深水域發展，無論是人員或船隻機具往返之運輸成本將持續提高，產業勢必有提升作業效率及安全性之需求，因此推動了無人載具於離岸風場的應用。無人載具在離岸風場設計、安裝、運維、除役階段皆有用武之地，本文將針對其在運維階段之國際風場應用案例，以及國內應用現況進行簡介，提供產業資訊予有意切入無人載具運維之業者參酌。水下無人載具在國際上已先被廣泛應用於油氣產業，技術相對成熟，離岸風場運維業者主要以購買ROV製造商製造之機器，搭配自家開發設備(如機械臂)或分析軟體(如即時3D成像)進行系統整合後，應用於風場運維作業。而水面無人載具如自主無人船應用在離岸風場運維，目前在國際上則屬創新技術，尚處研發測試階段，於現階段布局對於未來切入產業鏈具備先行優勢。我國具備健全船舶產業，並在資通訊產業占有技術及產業鏈關鍵地位，未來可望透過產業整合國內既有船舶及資通訊產業之產學研資源，聚焦國際無人化、智慧化趨勢，進行無人自主運維船之相關技術研發。

大型離岸風力發電機之輪轂大型鑄件材質係以球墨鑄鐵為主，不僅需符合高韌性及承受低溫衝擊之性質要求，而且相關鑄件厚度極大，因此生產流程上需特別留意機械性質及品質；相關製程加工設備則須具備處理大型部件之平台尺寸、承重噸數，以及機台整機智能化，例如：自我精度偵測、機台預兆保全、虛實整合縮短開發時程與機台配置X/Y/Z/C/B軸一次性加工完成，提升效率。以丹麥輪轂鑄件大廠The New AH Industries為例，該公司擁有高性能切割和後處理製程中心，配置液壓龍門矯直設備、臥式落地鏜銑床等大型智能化加工設備，並且企業內部產品文件資料不僅保存完整並具可追溯性。

在全球積極推動2050年淨零目標下，各產業也紛紛提出其淨零路徑與策略。先前離岸風場開發商沃旭能源已宣布其淨零目標，推測其餘風場開發商也將會陸續推出減碳策略，加上國際海事組織近期對於船舶碳排減量之新規定，都將加速離岸風電船舶減碳的發展進程。在淨零的趨勢下，市場對於新興動力系統船舶的研發也更積極，目前主要包含使用綠色燃料、油電混合或是純電系統等，而電動船的興起也進一步帶動了相關充電基礎設施的需求。建議我國船舶製造業者也應加速布局低碳產品，以利未來持續爭取訂單。

BloombergNEF彭博新能源財經預期2030全球離岸風電累計設置量將高達519GW。然當離岸風電需求大幅成長，為回應生產過程中對環境的衝擊影響，各國際大廠都致力於推動供應鏈減碳，並透過其ESG績效報告、永續報告書等向各方利害關係人揭露減碳資訊，英國政府更將供應鏈低碳作法納入離岸風電差別訂價招標評分項目。我國業者已陸續成為沃旭、SGRE、Vestas等國際大廠供應鏈，在離岸風電生命週期內尚屬溫室氣體排放範疇3，為碳排較高的一環，為能配合業主的減碳目標，推動低碳化工作克不容緩。加上目前歐洲已在進行離岸風場生命週期包括上游供應鏈、施工安裝及運維各階段的碳排放量計算，將成為未來全球業界碳排放計算標準，恐對未來離岸風電產品出口貿易造成衝擊，需密切關注相關發展。

2022年全球疫情雖已緩解，離岸風力發電仍受通膨、原物料價格上漲、運費成本增加等不利因素影響，加上中國大陸於2021年取消中央補貼政策，全球離岸風電新增容量僅達8.2GW(8,177MW，其中66.4MW為浮動式)，較2021年大幅衰退58.2%。2022年全球前五大離岸風電新增容量供應商，分別為SGRE(32.4%)、明陽智能(13%)、中國海裝(12.7%)、Vestas(11%)及遠景能源(10.2%)。2023年全球供應鏈短缺情況將逐步獲得緩解，另我國海能風場已於今年1月31日完工商轉，大彰化東南及西南、允能及彰芳一期風場將陸續於今年底前完成建置，加上中國大陸、歐洲市場帶動下，預計2023年全球離岸風電預計新增容量將可達18GW，為2022年的2.2倍。

2022年對離岸風力機系統商而言，充滿了挑戰與不確定性。疫情和烏俄戰爭導致供應鏈中斷，嚴重影響了西方風力機系統商如西門子歌美颯(SGRE)和Vestas，而中國的風力機系統商則在強勁的國內需求推動下表現出色。物流限制與原材料價格上升使西方風力機系統商面臨生產成本上升的困境，而他們紛紛調整策略以應對此問題。不過，儘管整體環境充滿困難，離岸風電產業的前景仍然看好。西方風力機系統商正努力調整組織結構和營運策略，包括SGRE母公司西門子能源的重新整併和收購，以及Vestas出售其控制器和轉換器部門等。同時，中國風力機系統商亦在努力提升產品品質與研發能量，並持續關注國際市場機會。

有鑑於浮動式風場更有利於深水域風場開發及大型風機佈建，以及降低可能的社會反彈及利益衝突等，歐洲業者紛紛轉向浮動式離岸風場的實證與推動商業化運轉；美國、日本、韓國及我國等離岸風電新進國家，同樣加速投入浮動式風力發電技術的開發。我國為達成2050年淨零碳排目標，同時支持國內綠電與永續發展需求，能源局規劃從法規、技術及基礎建設等三個面向，逐步推動浮動式離岸風電的發展，並於今（112）年1月19日召開第二場說明會議公告浮動式示範計畫。然因浮動式離岸風場設置的位置（深水區域）及其浮動狀態，皆大幅提升運維工作的難度、成本與風險，如何有效調度與控管海上維護行動，成為開發商維持風場營運經濟效益的重要手段，同時也是維運策略及相關技術切入的重點。明顯可見透過數位、智慧及無人技術，如以無人載具或機器人取代人力，提升運維工作效率、降低成本的趨勢，特別是浮動式水下結構的檢查工作，由於範圍廣、難預測，透過水下無人載具取代潛水員執行檢查工作，以降低人員水下作業的風險之外，更能提升檢查的範圍與效率，已是國外許多風場運維的標準程序。

亞太地區離岸風電的發展，迄今為止，中國大陸占據主導地位，但日本、韓國、台灣和越南則積極推進，而澳洲、紐西蘭、印度和菲律賓等新進者亦在尋求未來發展機會。隨著中國大陸、日本、台灣及越南等離岸風電政策陸續啟動，2024年亞太離岸風電市場新增容量將達10.2GW、2032年可達24GW。依目前亞太離岸風電供應鏈競爭態勢分析，中國大陸仍為領頭羊，並積極投資越南離岸風場為其一帶一路政策鋪陳。其次為韓國，韓國業者布局乃以全球營運為目標，不侷限在亞太市場，更積極進軍歐洲市場，擴大經濟規模強化全球營運調度。近來由於原物料價格攀升、施工安裝船舶數量有限，2026年起將出現供不應求的狀況，為避免未來供應鏈短缺及強化能源自主韌性，亞太各國政府仍積極鼓勵在地業者及國際大廠投資建立自主供應鏈。縱使目前市場上已有其他亞太強勁競爭者，然未來亞太市場商機龐大，各國政府仍積極提供技術、投融資、人培、基礎設施等配套措施。亞太各國業者在經濟規模及學習曲線下將有不同程度的發展，加上浮動式新興科技的崛起，未來將不排除有更多後發先至的潛力廠商浮現。

日本政府自2019年起持續公告新增及調整具離岸風電發展潛能之海域，並陸續展開各場域之競標作業，截至目前為止已完成兩次風場競標。為加速該國離岸風電發展，政府也加重評分制度中對於併網時程的分數比重，同時為使離岸風電價格回歸市場機制，也將訂價方式由固定價格躉購調整為電價差額補貼。除了針對政策的探討外，本文亦觀測該國離岸風電產業現況並歸納發展趨勢，包含水下基礎及供應鏈的發展、國際風力機大廠對在地供應鏈的布局等，可了解日本在2023年於離岸風電產業的發展動態以及對未來的布局方向。