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離岸風電「台灣製造」

發展離岸風電並非新鮮事,3年前我們曾有機會製造「台灣牌」風機

2019/08/27 , 評論
TNL特稿
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TNL特稿
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文字整理:高佩懃(新興科技媒體中心助理研究員)
受訪者:江茂雄(台灣大學工程科學及海洋工程學系教授)

2017年第一支離岸風電示範機組在苗栗外海豎起,揭開台灣離岸風電發展的序章。2018年政府公告潛力開發場址,開放外商競爭潛力風場的開發權,使台灣全面性地開發與規劃風場,成為亞洲地區發展離岸風電的先行者。

然而,在這個「先行」的過程中,政府一方面不斷調整發展目標,希望離岸風電加速發展;另一方面,因為離岸風電相關產業所牽涉的投資金額都相當高,無論是調查、建造、維運、海事工程等皆所費不貲,因此政府希望能將離岸風電的產業鏈國產化。但這個「國產化要求」需要付出什麼樣的代價?值不值得?政府又打算怎麼做?

談到離岸風電國產化的規劃,必須細說從頭。普遍來說,各國對於離岸風電開發的規劃,可以分為三個階段——示範場址、潛力場址、區塊開發。而2011年的《千架海陸風力機計畫》,以及2012年針對離岸風電所提出的《風力發電離岸系統示範獎勵辦法》【註1】,就為台灣的離岸風電發展踏出「建構示範機組與示範場址」的第一步。

台灣大學工程科學及海洋工程學系的江茂雄教授,是第二期能源國家型計畫離岸風能及海洋能主軸中心的召集人。這位看著離岸風電政策從無到有的專家,會告訴我們怎麼樣的「離岸風電國產化」故事呢?

開發示範風場的路上,遇到的問題和挑戰都付了「學費」

根據《風力發電離岸系統示範獎勵辦法》,2013年政府評選出三個示範風場與開發商,分別是位於苗栗竹南外海的海洋示範風場,由上緯集團的海洋公司執行;兩個位於彰化外海的示範風場,福海示範風場由永傳能源公司旗下的福海公司執行,台電示範風場則由台電執行。【註2】

雖然2013年即選定示範風場與開發商,且根據原訂的規劃2015年12月31日前應完成示範機組的建置、測試,並正式商轉。同時,三個示範風場都需於2020年12月31日前正式商轉。但台灣第一支海上風機卻延至2017年才開始商轉,且三個示範風場至2019年初只有海洋示範風場完成示範機組的建造,在推動示範風場的過程中,三個風場都因缺乏經驗,而面對不同的問題與挑戰。

福海示範風場,是最早完成示範機組申請程序的風場,在2015年7月底完成海氣象觀測塔主體結構建置。但在進行第二階段——整體風場環境影響評估時,卻因設置位置在航道內側離岸過近、漁民激烈反對、離白海豚活動區域太近恐影響生態、風場範圍不規則,恐與其他鄰近潛力風場相互干擾等因素,而需進行二階環評。

進入二階環評後,因應永傳能源提出減輕策略與退縮方案,而回到環評小組審查,最終因第一階段示範機組開發進度緩慢,且風場開發團隊與漁民溝通成效不佳,又若要退縮開發規模,可能無法達成示範風場100MW以上裝置容量的要求等原因,而被環評小組建議「不應開發」。【註3】直至今年(2019年)3月20日業者才訴願成功,但能否在2020年前達成原訂的開發計畫仍有待觀察。【註4】

離岸風場水下檢測本土化  福海攜手玉豐海科(2)
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海洋示範風場雖成功建起台灣兩座示範機組,成為目前政府評估離岸風電數據的主要來源,整個示範風場也預定在2019年底完工商轉,但在建造過程中卻不若想像中順利。

「上緯是台灣離岸風電的第一個案子,也因此多繳了很多『學費』。」江茂雄教授提到,以過去外商開發離岸風場的經驗評估,1MW(一百萬瓦,也就是1000瓩)離岸風機的設置成本約為1.5至2億台幣,但當時上緯設立兩支示範機組(共8MW)的成本是40億台幣,而這中間二三十億差距都是繳出去的「學費」。

由於台灣過去並無大型的海事工程經驗,也無合適的大型工程船,因此只能向國外租借,「租用大型風機安裝船在海上工作所需的費用,約為每小時50萬台幣,而船上的機具也可能因故障而需要停工維修,無法施工的時候也需要付租金。」值得注意的是,若過去有相關經驗,了解可能的情況,就可以於簽約時,嘗試協調租賃雙方分攤施工船因故障而無法工作期間的費用。但如果缺乏經驗、沒有在簽約時談清楚,所有費用需得自行吸收,這就是學習過程所必須付出的「學費」。

離岸風電國產化風機台灣製造」,其實是兩個不同的概念

因為台電身為國營企業,以致台電示範風場比其他兩個示範風場負擔了更多的國產化責任。而2015年以前,政府希望的「國產化」目標,是希望台電選用台灣廠牌的風機,進而鼓勵台灣企業發展風機研發與製造技術。會以此為目標,是基於過去推動陸域風電的經驗,並將其直接複製到離岸風電的發展。

以陸域風電的發展,技術及成本約80%落在風機機組,而離岸風電卻迥然相異,「以離岸風電成本而言,風機成本約占三分之一,其他的三分之二成本則是海事工程、水下基礎、運轉維護、地質調查等等。」江茂雄教授說。

在2015年前後,台灣確實一度有機會,透過與荷蘭廠商洽談技術轉移與授權,而達成5MW風機在台製造並貼台灣自有品牌的目標,但後續卻因為荷蘭廠商被併購,而不了了之。台電示範風場其後,也因所提供的誘因過低、投標廠商不足等問題四度流標,直至2018年,才正式完成與風機系統商日本日立(Hitachi)與比利時商楊德諾(JDN, Jan De Nul)團隊簽約,預計2020年底前完工。

台中海洋示範風場 風力機塔架施工作業
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雖然2015年時未能談成風機技術轉移的案子,台電示範風場也因此未能達到選用台灣品牌風機的目標,「但現在回頭來看,這並不一定是壞事。」江茂雄教授說。以台電示範風場的規劃為例,預計採用的是日立公司設計、達到可抗颱風之風速標準、單支風機裝置容量為5.2MW的風機,這支風機也曾是台灣希望師法的對象。但是今年日立已經宣布,生產完現有訂單之後,未來會以維護離岸風電的業務為主,不再生產新的風機。【註5】

日立會選擇退出風機生產的市場,是因為現在的風機技術不斷追求大裝置容量,「正如2017年我們規畫示範風場時,是以4MW風機裝置容量做為主要的評估對象,但才過了兩年左右,現在開發商的規劃,卻已是單支風機裝置容量為8MW、9.5MW。若我們要投入就要跟著追大,但那是一個相當大額的投資,且要有一定的裝置量才能回收,但單以台灣的內需市場規模並不夠大。」江茂雄教授解釋。

也因此各家風機廠商之間開始組成團隊,或合併為新品牌,以集結資源與資金,這也導致現在風機製造商大者越大的情況。以目前台灣的風場為例,多數仍然選用目前兩大離岸風機品牌,西門子歌美颯(SIEMENS Gamesa)與三菱重工維特斯(MHI Vestas)所生產的離岸風機。

但不做風機製造,台灣的離岸風電國產化該何去何從呢?江茂雄教授指出離岸風場的發展從規劃開始,到安裝、維運、除役,共有四個階段。

我們目前都在看時間很短的安裝期,但其實維運期長達20年,這會是我們更需要關注的地方。

觀察歐洲離岸風場的發展,也不是每個推動離岸風電的國家,都以風機製造做為進入市場的切入點。江茂雄教授與我們分享英國的狀況,英國與台灣的情況相似,都沒有本土的風機系統商,但英國選擇從金融保險業、第三方驗證等其他方面著手。從2012年至今,總計已裝置了5.1GW的離岸風機,並為英國的就業市場創造了至少兩萬個工作機會。這是台灣可以仿效學習的對象。

台灣若要準備國產化之路,得先準備技術、產能、人才

台灣從2012年規畫離岸風場至今,已走過第一階段的示範風場設置,與第二階段開放國內外開發商以遴選或競價方式的潛力場址,進入大量建置離岸風場的階段,預計2025年達成5.5GW的裝置容量。今年年底將更進一步公布第三階段區塊開發的辦法,開放國內外開發商持續申請開發權,以延續我國離岸風場開發,預估至2030年裝置容量至少可達10GW。而在這個過程中,開發商必須符合政府提出的國產化保證要求,並通過經濟部的產業關聯方案審查,這是為台灣企業所留下的機會。

全台首艘離岸風電事業船台船15號
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國產化保證為台灣的本土供應商提供了相當好的商機,江茂雄教授指出,「現在比較擔心的是台灣供應商的產能,是否能滿足開發需求。」產能不足的原因,其實與台灣多為中小企業,產量規模並不足以應付如此龐大訂單有關。即便是如中鋼身為國內鋼鐵產業龍頭,也為了參與離岸風電計畫進行產能升級,建設新的水下基礎生產基地,但在2021年前,除了現行50多座水下基礎訂單,也已無法再接新的訂單。

實際上,預計2020年完工併入電網的風場預計有738MW,即便每支風機裝置容量都達到8MW,也需要約90座的水下基礎,遑論在2021-2025年間,還有4762MW的裝置容量尚待完成。「政府要求國內外開發商必須保證某種程度的國產化,提供給台灣本土供應商很明確的訂單與誘因,整個產業鏈能否串連整合,就看本土供應商願不願意自我投資、技術及產業升級。」江茂雄教授說。

另一方面,江茂雄教授也觀察到,相較於歐洲離岸風電產業吸引相當多年輕優秀人才投入。目前我國對於離岸風電有興趣,且了解相關發展與目標的在地年輕人才仍然相當不足。「所以今年我們開始在彰化舉辦離岸風電營隊,吸引高中生的關心與興趣,促進風場在地民眾對離岸風電正確了解,進而成為未來可能加入離岸風電產業的在地人才。」江茂雄教授說。

除了原本長期關心離岸風電發展的系所與教授,江茂雄教授及臺大離岸風電團隊也著手規劃臺大離岸風電學程,希望培養有興趣投入產業的人才。因應外商對於人才的需求相當廣泛,涉及不同專業領域,除了第一線參與工程實作的綠領人才,江茂雄教授也提醒:工程設計與規劃分析、溝通協作、研究調查、財務、行政運作、法務等專業,也是外商陸續在臺建立辦公室時,急需且不可或缺的白領人才。

台灣進度領跑亞洲,但想成為「亞太離岸風電中心」仍得持續精進與傳承

隨著亞洲各國陸續開發離岸風場,甚至日本、韓國的工業技術與基礎走在台灣前面,台灣現階段高額投資離岸風電、建立產業鏈,真的是具有前景的選擇嗎?

江茂雄教授認為,台灣離岸風電的開發速度與經驗確實不如歐洲,但在亞洲具有指標性。而台灣之所以可以成為指標,是因為台灣有明確的再生能源政策與目標,以及中央層級對離岸風電發展的宣示,這讓台灣在短短兩三年就邁入區塊開發的階段,有機會早幾年開始培養人才,整合相關產業成為產業「鏈」。

台日簽合作備忘錄  共同訓練離岸風電人才
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事實上,目前日本與韓國都尚未公布如此明確的發展計畫,也因此日本雖有風機製造技術,但現階段設立的離岸風機都仍只是示範場址,開發離岸風場的計畫與目標,也多由企業以個案向政府申請,或由民間組織推動倡議,缺乏來自中央大規模的區塊開發計畫;韓國亦是如此,雖然韓國政府帶頭整合產業,並建置示範風場,但一方面外商進入的門檻更高,另一方面同樣缺乏明確的再生能源發展目標。因此「都還沒有『產業』進入,當然也就不會有『產業鏈』,更不會去推動大量的人才培育。」江茂雄教授說。

佔得先機、有明確開發目標是台灣在離岸風電產業發展的優勢,讓台灣可以提早完善供應鏈,培養未來可以維運風場的團隊。未來離岸風場的開發計畫會越來越多,原本有經驗的開發商團隊勢必會隨著新風場的開發不斷移動,而他們的經驗必須要傳承給在地的團隊,讓風場可以維持運作。

這是我們現在致力培養團隊與人才的原因,雖然早了幾年開始,但我們必須要快速跟上這一波的人才需求,累積經驗,不然其他國家也可能追上來。

江茂雄教授最後提醒,雖然目前亞洲國家都在觀察台灣如何發展離岸風電,但日、韓等都以2030年為規劃離岸風電發展的目標,因此台灣未來幾年仍需在既有優勢上持續精進,維持領先亞洲其他國家的進度與經驗,才可持續維持我國離岸風電之優勢。

註釋
  1. 因應《再生能源管理條例》之修法,經濟部能源局調整原本的示範獎勵辦法的名詞與定義,並於2019年7月8日完成法定程序生效,同時原示範獎勵辦法更名為《離岸風力發電示範獎勵辦法》。
  2. 編註:由於離岸風電開發與投資的金額高昂,難由單一企業獨資,因此多尋找其他的合作夥伴,另立風力發電股份有限公司執行風場的相關業務。但由於各項遴選或競標參與者,仍以母集團為主,因此仍將母集團視為主要開發商。例如海洋示範風場的主要執行者雖為海洋風力發電股份有限公司,且目前已有沃旭能源與麥格理集團加入,但普遍仍會認為上緯是主要開發商。
  3. 賴品瑀(2018)。〈4年開發無進度 福海二期 示範風場淪不應開發」〉。2019/07/22檢索。
  4. 廖禹揚(2019)。〈福海示範風場起死回生 有望拚2020年完工〉。2019/07/22檢索。
  5. 日本經濟新聞社(2019)。 2019/07/22檢索。
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責任編輯:丁肇九
核稿編輯:翁世航

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