綠能產業

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。

韓國目標係於2030年前安裝12GW之離岸風電發電容量，且韓國政府以及當地開發商透過招標規則推動離岸風電供應鏈發展，雖然近年韓國未有商業風場併網，但國際開發團隊以及標竿系統商仍對韓國市場保持高度投資意願。在產業發展部分，韓國風力機系統商除投入離岸風力機自主開發之外，也跟三大國際標竿業者合作，其中尤以Vestas布局最為積極，已與開發團隊簽下風力機優先供應合約，並將於全羅南道投資設廠。除風力機產業外，韓國水下基礎產業也已一躍成為開發商之亞太市場合作夥伴，未來具有高度潛力持續搶下國際訂單。

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。

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。

本篇評析針對全球水下基礎產業現況以及今年度產業動態進行探討。目前全球固定式風場仍以單樁式水下基礎為主要且常見之形式，供應商除熟知之EEW、Sif Group、Smulders、Bladt Industries等歐洲業者以外，Lamprell、Samkang MT以及SeAH在這兩年之努力下，已在全球供應體系站穩腳步，改寫全球水下基礎產業之供應版圖。另外美國降低通膨法案之通過將給予製造業者抵減優惠，提升製造商赴美設廠之誘因。產品面而言，新型水下基礎設計(如無轉接段式水下基礎)已成功應用於大型商業化風場，英國、我國之離岸風場陸續導入使用負壓沉箱式水下基礎。在全球淨零趨勢浪潮驅動之下，由開發商以及鋼板供應商合作攜手推出低碳鋼板予水下基礎業者，藉以實現水下基礎產業鏈去碳化之可行性。

離岸風力機在運轉時，必須承受海上環境高溫、高濕、高腐蝕的挑戰，因此如何確保設備的可用率及降低其運維成本，是開發商或營運商經營離岸風場的重要課題。有別於陸域風場的地理便捷性，離岸風場的運維成本往往高出許多，當非預測性的故障發生時，位於海上的離岸風力機將難以搶修。因此離岸風場必須能夠執行智慧化、自動化的監控，蒐集適當的數據以判讀設備之劣化情況，盡可能精準地預測零組件的更換時間，以規劃維護計畫，達到防患未然的效果。本文將離岸風力機監控技術分為狀態監測系統(軟體)與感測器裝置(硬體)兩大類別探討，將介紹其技術應用與趨勢。

隨著全球離岸風電持續朝大型化及深水域發展 運維人員投 入到運維作業時 將耗費更大量的時間於海上交通 作業 風險亦 隨之提高，增加風場營運成本。在此趨勢下 推動 了 無人化及智 慧化技術導入 離岸 風場 運維作業 使用 ，包含 無人機 及水下 無人載 具等 。 本文主要介紹目前無人機應用於國際離岸風場現況，並分 析國內發展機會供相關業者參考。 我國已有離岸風場商轉並邁入運維階段， 但由於國內無人機業者普遍缺少離岸風場經驗， 且風力機運維普遍涉及機敏資訊， 故較不易直接切入。 綜觀國際兩大無人機風場巡檢業者 Skyspecs及 Nearthlab之發展歷程，兩者皆具備國內陸域風場運維作業經 驗，在切入離岸風電之前先從陸域領域著手累積經驗。故我國有 意切入離岸風力機運維之業者，短期內可 考慮 先借助國內陸域風 力機維護機會來累積經驗及數據，同時 開啟與 系統商 或風場業主 之 合作關係，做為未來雙方更進一步合作之基礎。 此外也可 透過 其他 無人機相關作業 如風力機組件運送、風場 溫室氣體監測等 來切入離岸風場運維供應鏈，開始經營與風力機 系統商或離岸風場開發商之合作關係。同時持續擴充運維技術服 務能量，以利未來因應風場 運維之多元業務形貌，達到對不同客 戶提供客製化或一站式運維服務。

日本已訂定離岸風電至2030年達10 GW、2040年達30-45 GW的裝置目標，而為了同步帶動相關產業發展，日本風能協會亦提出至2040年離岸風電國內採購比例達60%的產業發展目標。為持續推動日本國內離岸風場開發，該國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。同時，基於去年底完成的第一次離岸風場招標結果，日本政府調整了招標評分制度，希望能鼓勵更多開發商參與並加速基礎建設發展。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，包含浮動式水下基礎及供應鏈的發展、國際風力機大廠的動向、以及船舶減碳與風力機安裝船的投資布局等，可了解日本在2022年於離岸風電產業的發展動態以及對未來的布局方向。

智慧能源管理系統(Smart energy management，EMS)的關鍵功能在使用來監測、控制與優化發電或輸電系統的性能，該系統旨在降低能耗、提高系統利用率、提高可靠度、預測電氣系統性能以及優化能源使用以降低成本。大多數已實施智慧能源管理系統的產業所實現的年度能源節約量是未實施此管理系統之產業的2~3倍，具體來說，經理人須進行智慧能源管理的初始投資，因綠色與節能不再只是製造業的附屬品，其已成為全球工業 4.0中領先者的新興標準政策。善用智慧能源管理技術，實現能源有效分配、能耗低、設備效率提升，進而降低成本的良性循環，不啻為現階段製造業提升競爭力的重要課題。

本文針對國際標竿海纜業者Prysmian、NKT、Nexans以及LS Cable之最新供應狀況及發展動向進行探討。隨著離岸風電的發展，國際大廠皆開始轉進美國及其他新興市場，除了積極爭取供應訂單外，也於該地布局新的生產據點。另外，因應海纜規格的提升，各家業者也投入海纜鋪設業務，自行投資海纜安裝相關船舶。目前我國在政策的驅動下，已促成國內業者投資海纜產線，建議業者可透過國際合作引進技術建立實績，並持續關注國際發展概況與國內需求，於未來深化與國際大廠之合作。