綠能產業

自2020年起，我國多家離岸風電業者新投資或以既有廠房改建之工廠將陸續投入量產，經由初期的學習曲線建立後，未來如何持續提高生產效率、降低成本，導入智慧化應用，將成為整體產業成長的動能。本文藉由問卷調查，觀察離岸風電業者投入智慧製造現況、帶來的效益與面臨的困難，以及未來導入需求，由此顯示出，不論在生產機具設備與生產流程的智慧製造層面皆不普遍，惟已能夠利用生產過程所記錄的資料，應用於其他環節(如：採購及庫存管理)，故具備資料分析的基礎能力。智慧製造導入困難處在於企業規劃及評估能力不足及內部技術人才的缺乏，且未來尚有大數據分析、網路安全、物聯網、模擬分析等智慧化導入需求。

本篇評析針對全球標竿水下基礎製造業者Navantia以及Bladt Industries，藉由討論其供應鏈佈局策略以及學研能量之鏈結，了解上述兩間業者在當地如何發展水下基礎產業聚落。我國在發展水下基礎產製能量之同時，應思考如何鏈結在地資源、深化產業聚落效應，以帶動國內產業發展。

累計至2020年底，全球離岸風力機總訂單量達53,631MW。其中，排名前三分別為西門子歌美颯(Siemens Gamesa Renewable Energy, SGRE)、維特斯(Vestas)與通用電氣再生能源(GE Renewable Energy)，除此之外，來自中國的風力機系統商緊追在後，雖短期內無法影響歐美三大供應商之市場地位，不過近年來隨著中國離岸風場的開發，中國風力機系統商的總訂單量持續成長，導致歐美風力機系統商除不斷開發下世代風力機外，須盡速優化生產流程、降低成本，以提高競爭力。國際風力機系統商正積極在零組件製程中導入智慧化技術，包含SGRE以機器學習優化葉片生產、Vestas利用頭戴式裝置優化生產流程、GE Renewable Energy利用擴增實境(AR)增加生產效率等。

葉片的功能是在風中捕獲能量，並將其他不必要的負載傳遞到傳動系統和風力機的其他部分。主要由樹脂、碳纖維及玻璃纖維組成。風力機葉片製程不僅工藝繁複，且多仰賴大量人力，隨著離岸風力機單機發電容量持續增加、葉片尺寸大型化發展，對葉片而言，需克服的技術挑戰包括：製造、運輸及生產規劃、高強度低成本混合材料開發以及能減輕葉片負擔的控制系統等。因此風力機葉片製程設備與製造技術朝向人工智慧與機器人系統等輔助定位校正之智慧化技術發展。

　　韓國離岸風電產業近期呈現上升的趨勢，除了積極推動加速風場開發的法案，也透過提高在地化措施的比重來扶持國內業者。韓國系統商從近兩年間的招標中取得豐富的實績，除了本身的風力機產品被國內的小型風場採用，也透過與國際系統商合作，建立機艙組裝廠的方式，提供14MW、15MW的風力機給大型風場。水下基礎業者繼去年採取的擴張策略後，在今年的招標中也表現亮眼，如三星重工及SK Oceanplant等業者被今年得標的風場選為供應商，同時也與其他國際業者合作，透過建廠的方式，增加產能彈性，同時降低生產成本，除了能供應國內市場，也能出口到外國市場。整體來看，不論是韓國政府及業者都正在積極的增加競爭力，並完善供應鏈。

歐洲大廠爭相競逐離岸風力機規格，2018年9日MHI Vestas公布研發出V164-10.0 MW產品，預計2021年推出樣機。Siemens Gamesa今年則積極布局10MW以上次世代產品。GE今年亦在荷蘭水下基礎商Sif工廠附近安裝Haliade-X 12 MW產品。不讓歐洲廠商專美於前，近期中國大陸風力機系統商金風科技於福建三峽離岸風電國際產業園區發表8MW、東方電氣發表10MW產品。2019年儼然是離岸風力機系統廠商的產品規格競賽年，歐美系統商亟力突破10MW，並逐步將生產據點往亞洲布局以降低生產成本，同時強化抗颱型機種。而亞洲新興業者除在單機容量追趕外，亦強調智能化產線及售後監控大數據服務。本文針對全球主要離岸風力機系統商之投資動向與產品布局進行分析，同時針對這些大廠的產品布局對臺灣供應鏈影響提出相關建議。

2019年全球離岸風電新增容量達5,541MW(5.5GW)，較2018年大幅成長25.9%，前三大新增容量安裝國則分別為中國大陸 (35.7%)、英國(28.4%)及德國(20.1%)。2019年全球前五大離岸風力機新增容量供應商，分別為Siemens Gamesa Renewable Energy(39.6%)、MHI Vestas Offshore Wind(18.3%) 、上海電氣(10%)、金風科技(8.7%)及遠景能源 (8.1%)。2020年受新冠肺炎疫情影響，整體離岸風電產業營運深受衝擊，但美國及中國大陸受限於中央補貼政策僅於2020-2021年，將引爆離岸風電搶裝潮。歐盟各國積極倡議推動離岸風電作為刺激經濟復甦的動能，而我國台電一期、海能、允能風場也將完成建置，預計2020年全球離岸風力機新增容量高達6.2GW，小幅成長12.2%。

風力機系統主要由葉片、塔架、機艙與其他次系統所組成，機艙內則由齒輪箱、變壓器、軸承等其他零配件組成機組核心，再輔以監控與電力系統，構建成完整的風力機組設施。國際變壓器大廠的生產製程策略包含：工廠營運專業化、單一工作站結合多項操作、同時操作、增加靈活度、物流與倉儲的自動化、線上即時檢測、製程控制與優化等等。變壓器標竿廠商日本HITACHI Energy不僅提供客戶兼具可靠、高效能的產品組合，並應用ABB AbilityTM製造營運管理系統、整合出高度彈性智慧物流產線，透過可視化介面，即時掌握生產線狀況與下決策，實現精實生產與敏捷製造目標。

隨著風力機大型化，並有往深海區域建設的趨勢，扣件將承載更大的風力機零組件壓力以及更大的耐震力以及更強的抗腐蝕力。扣件扮演著風力機維持正常運轉的重要角色，若有損壞或需要更替時，經常造額外龐大支出，「免維修扣件」的概念隨之而起。國際免維修扣件標竿大廠藉由材質選定、減少零件安裝數、簡化其安裝程序，或安裝設備智能化等，增加扣件對環境影響的耐受度，以減少風力機需維修的頻率。建議國內供應鏈業者可以參考國際免維修扣件大廠動向及發展趨勢，以提前布局國內第三階段區塊開發之風力機扣件商機並掌握維修市場。

浮動式風電目前正處於單機試驗原型機到示範風場之間的過渡階段，營運中之機組多為示範機組，全球浮動風電市場預估在2030年之後正式進入大規模商業化階段。目前市面上約有一百多種浮動式水下基礎設計形式，依各自設計的不同，可分為半潛式、浮筒式、駁船式以及張力腿式。其中半潛式水下基礎為目前最常見的種類，尤其以浮動式技術開發商Principle Power推出的WindFloat®浮台為目前市面上技術成熟度較高之浮動水下基礎形式。我國經濟部預計於明(2024)年對外公告浮動風電示範計畫相關訊息，區塊開發階段也已有多家開發商宣布將以浮動式專案進行投標，後續可望為我國供應鏈創造參與浮動式水下基礎製造之機會，建立實績，進而提升我國水下基礎製造能量。