離岸風電策略與相關產業發展 討論會議引言

離岸風電策略與相關產業發展 討論會議引言

引言人

工研院綠能所

顏志偉組長

101年12月18日

引言大綱

一、我國離岸風電可開發潛能 二、國際發展現況

三、國內發展現況

四、我國離岸風電推動策略藍圖

五、風力發電離岸系統示範獎勵辦法 六、離岸風場開發之潛在風險

七、國際離岸風電開發經驗

八、我國離岸風場主要問題

九、結論與建議

一、我國離岸風電可開發潛能

資料來源：工研院綠能所(2011/04)

12海浬經濟海域 台海中線

„水深5-20 m (淺海)

z面積約177,920公頃 z潛能約9 GW

•(初期可開發1.2GW) (13%開發率)

„水深20-50 m (深海)

z面積約654,700公頃 z潛能約48 GW

•可開發6.2GW(以13%開發率初估)

„水深50-100 m (深海)

z面積約1,195,400公頃 z潛能約90 GW

•可開發12GW(以13%開發率初估)

※ 12海浬領海外界線內以 3 MW風力機以 4D ×10D佈置風場 (D扇葉直徑:100 m) 估算

國內已具市場誘因與大規模開發機會

7.4

GW

„全球風力發電市場持續穩定成長

2010~2016年全球風力發電新增安裝量

資料來源：MAKE Consulting，工研院整理 (2012/04)

39.4 41.2

50.0

47.6 51.7 54.7 57.0

0 10 20 30 40 50 60

2010 2011 2012(f) 2013(f) 2014(f) 2015(f) 2016(f) (GW)

3.7% 2.6% 5.1% 6.8% 8.1% 9.7% 10.9%

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

18%

20%

2010 2011 2012(e) 2013(f) 2014(f) 2015(f) 2016(f) 離岸 陸域

全球離岸風電佔風電市場比例

• 2011年全球離岸風力發電新增裝置

MW)，累計裝置容量達到4.2 GW。

• 預估2011~ 2016年離岸風電市場成 長率為43%，高於陸域風電17% 。

• 目前離岸風力機主力為3~5 MW，至 2020年則上看10~20 MW。

二、國際發展現況 (1/2)

„ 全球離岸風電海事工程業者主要於歐洲市場

• 施工船隻與技術人員主要來自 Oil & Gas Industry

• 早期採EPC模式，目前以multi-contract 為主流

• 以自昇式平台(Jack-up)為主，進行打樁、運輸及 吊裝

基礎打樁

風力機運輸及安裝

海底電纜佈放

Mayflower Resolution

二、國際發展現況 (2/2)

„全球風力機主要廠商

• 丹麥Vestas持續穩居龍頭寶座

• 中國大陸維持四家廠商在前十大

• 我國陸域風力發電設置量持續增 加，截至2011年累計裝置量達 563.75MW。

• 離岸風電尚未開始設置，但已有多 家業者積極規劃投入中。

•

將積極推動「千架海陸風力機」計 畫。

•

„ 陸域風電設置已有實績，離岸風電尚未開始設置

三、國內發展現況 (1/3)

0 100 200 300 400 500 600

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 (MW)

我國風力發電累積安裝量

資料來源：工研院整理(2012/03)

• 已設置機組之關鍵零組件除塔架外 皆為國外進口。(中鋼機械已承包超 過200座的塔架)。

• 我國風力發電產業穩定成長，2011 年產值達到新臺幣66億元，較2010 年新臺幣57億元成長16%。

• 製造廠商以零組件業者為主，大型 風電系統業者僅有1家(東元)。

• 中小型風力機業者約20家，以外銷 為導向，2011年之產值約2.5億元，

小型風力機持續穩定成長。

„ 我國產業發展動態

三、國內發展現況 (2/3)

我國風力發電產業產值

產品 主要廠商 產值

2009 2010 2011 2012(f)

上游 樹脂 上緯 8 10 8 10

中游

鑄件、鍛件 永冠、正昇、源潤

豐、南隆 18 19 18 21

葉片 紅葉、先進複材 6 13 15 16

其他零組件(塔 架、齒輪箱、變 壓器…)

東元、中鋼機械、

台朔重工、研華、

華城

12 12 20.5 25

下游

大型風力機 東元 0 0 2 10

中小型風力機 新高、富田、恒

耀、台達電 2 3 2.5 3

總計 46 57 66 85

產品 主要廠商 產值

2009 2010 2011 2012(f)

上游 樹脂 上緯 8 10 8 10

中游

鑄件、鍛件 永冠、正昇、源潤

豐、南隆 18 19 18 21

葉片 紅葉、先進複材 6 13 15 16

其他零組件(塔 架、齒輪箱、變 壓器…)

東元、中鋼機械、

台朔重工、研華、

華城

12 12 20.5 25

下游

大型風力機 東元 0 0 2 10

中小型風力機 新高、富田、恒

耀、台達電 2 3 2.5 3

總計 46 57 66 85

„ 我國目前海事工程能力

•國內海事工程之技術能力，集中於港灣工程及水深較淺之海域工程。

•作業船隻係配合港灣建設所需而購置，如港區挖泥^、沉箱拖放、拋石及 整平等工作船，尤其是挖泥船佔了相當大比例。

•深水作業條件及能量相對受限，較大型之設施，則多仰賴國外支援。

國內目前自有施工船隻與機具

工作水深僅16公尺，吊重能力亦不足

僅可打設樁徑

2 M 鋼管樁

三、國內發展現況 (3/3)

四、我國離岸風電推動策略藍圖

• 千架海陸風力機

¾ 陸域2020年完成約450架；海域2015-2030年完成600架

•

年度 2010 2015 2020 2025 2030 陸域風力

(MW)

519 (268架)

866 (350架)

1,200 (450架)

1,200 (450架)

1,200 (450架) 海域風力

(MW)

0 >12 (4架)

600 (120架)

1,800 (360架)

3,000 (600架) 小計 519

(268架)

881 (354架)

1,800 (570架)

3,000 (810架)

4,200 (1,050架)

„ 推動目標與時程

„ 開發原則

(一)陸域：先開發優良風場，再開發次級風場。

(二)離岸：

1. 先從淺海區域 (20公尺水深以內) 推動業者設置示範風場

2. 待國內建立相關技術及經驗後，採區塊開發方式，帶動大規模 開發，並逐步擴展至深海區域。

„ 獎勵內容與推動時程：

¾

¾

¾

104 年前完成。惟國營事業配合提高國產化比

109 年。

第 0 年 (101)

第 1 年 (102)

第 2 年 (103)

第 3 年 (104)

第 4 年 (105)

第 5 年 (106)

第 6 年 (107)

第 7 年 (108)

第 8 年 (109)

第 9 年 (110)

第 10 年 (111)

示範計畫申請截止 (101/10)

示範計畫 啟動 (101/07)

完成廠商 評比 (102/1)

•完成前期作業 (11項文件)

•完成籌設許可 (103/12)

完成示範機組之建 置、測試與竣工，並 取得電業執照開始商 業運轉 (104/12)

完成 3 座示 範風場商轉 (109/12)

完成示範風場全數風力機 組購置並取得示範風場施 工許可 (107/12)

五、風力發電離岸系統示範獎勵辦法(1/2)

„ 示範風場：位於 5 公尺水深等深線以上海域，設置區位（場址）由申請人選 定，總裝置容量需達 10 萬瓩以上，不超過 20 萬瓩。

„ 示範機組：每案完成

2 部單機容量 3,000

„ 每案完成 1 座海氣象觀測塔與生態環境調查等前置申設作業；2 部示範機組 之基礎、結構、併聯等設施與系統之測試、商轉及運轉維護。

示範風場：水深 ≧ 5 m；總規模 ≧ 100 MW且≦200 MW

生態環境調查及環評作業

示範機組：

兩部 ≧ 3 MW 海氣象觀測塔：水深 ≧ 10 m；高度 ≧ 75 m

五、風力發電離岸系統示範獎勵辦法(2/2)

六、離岸風場開發之潛在風險

„

規劃開發階段:

¾環評與抗爭

¾許可取得(涉及相關法規及主管單位甚多)

---如航運、漁業活動、飛航及國防安全(雷達干擾)等

¾融資取得

z建造施工階段:

¾ 風機基礎設計(場址條件、船機設備及施工難易度)

¾ 施工機具調度及海域施工環境掌控(工期)

¾ 港口設施能量(碼頭承載力、組装作業及暫儲堆置空 間、吊掛能量等)

z

運轉維護階段:

¾ 機組效能

¾ 倉儲物流

¾ 人員及維修船機調度

¾ 海域維修環境掌控

七、國際離岸風電開發經驗（1/2）

„ 國際離岸風場開發面臨主要問題

依據各國離岸風場推動及開發經驗，主要問題可分為3階段：

1.開發籌設-民眾抗爭頻傳

2.建造施工-施工進度不確定性高

•離岸風場對環境影響及利益衝突(如漁業、休憩活動)為最主要問題。

•各國大多面臨民眾抗爭，嚴重耽誤風場開發時程。如美國首座Cape Cod 離岸風場歷經10年才取得開發許可；

•德國排除近岸海域生態保護及敏感區，直接於距離遠且水深之區域進行開 發，大幅增加投資成本及技術困難度，導致推動時程不斷延遲。

• 由於國際離岸風電市場快速發展，施工船隊及機具供不應求；

• 施工過程中天候及調度等不確定因素高且工程整合不易，影響施工安裝 進度，大幅增加施工成本。

七、國際離岸風電開發經驗（1/2）

3.營運維護-高估運轉可用率

• 統計英國Round 1 多處離岸風場5年之運轉紀錄，其平均容量因素僅達 29.3%，遠低於開發前預估之35 ~ 40%，導致投資效益遠低於預估值。

• 分析其高估可用率主要原因為:高估風力潛能

﹔

﹔

七、國際離岸風電開發經驗（2/2）

„ 國際離岸風電推動經驗與成功關鍵因素

1. 德國--建置了Fino 1~ Fino 3研究平台，由政府出資進行海流/波浪/測 風/生態/併網/控制等議題研究並建立了首座離岸示範風場—Alpha Ventus。

2. 英國--採取三階段(Round1~3)投入離岸風場，規劃於2020年總建置 量將超過47GW，並占英國用電25%以上。推動重要示範計畫- Beatrice，設置2座離岸5 MW遠離陸地的深水風力發電場。

¾ 離岸風力發電風險高，各國皆由示範性計畫開始推動

七、國際離岸風電開發經驗（2/2）

„ 國際離岸風電推動經驗與成功關鍵因素

¾ 全球離岸風力開發關鍵成功因素

1. 政策法規：政策長期穩定的支持，如規定躉購電價或是給予設備 裝置補助、產品認證機制、電網連接相關規定

2. 工程/技術：(1)充足之海事工程設備；(2)低故障率的風力機產品；

(3)對於風場/海象/氣候/地形作良好的事前評估；(4)有經驗的施工 團隊對於成本/施工時程/施工品質良好的管控

3. 金融：政府主辦之低利融資貸款

4. 溝通協調：風場開發商對於政府/電力經營業者/環保團體、漁民等 相關利益團體之良好的溝通協調能力。

八、我國離岸風場主要問題

¾ 國防禁限建問題：在地軍事單位對管理辦法條文解讀尚存疑義，業者 無所適從。

¾ 環境影響評估：國內缺乏離岸風場環評之明確範圍及標準。

¾ 白海豚生態保育：離岸風場開發行為對鯨豚聽覺影響尚無明確審查標 準。

¾ 海域土地申請之審查與管理機制：待研擬整體管理審核機制，以利國 土之公平有效利用。

¾ 航運管理與離岸風場開發並行之安全機制：西海岸近岸航道之劃設管 理與離岸風場開發需考量船舶碰撞風險。

¾ 漁業權補償協調與溝通：待規劃與在地漁業和平共榮之補償措施以達 互惠雙贏。

„ 法規障礙與利益衝突

¾

• 離岸風場設置需一定技術規模之基礎建設配合

• 現有港埠發展與碼頭規劃與離岸風場開發需求之間尚有落差

¾ 海事工程船隊及陸上組裝場

• 國內缺乏深海海事工程之設備與技術能量

• 經濟規模離岸風場開發需專用碼頭並配合足夠腹地面積支援

¾ 運維規劃及人員訓練

• 離岸風場營運需搭配在地運維團隊之高度機動性以提升可用率

• 專業施工運維團隊需建立專業技能訓練及認證體制

¾ 融資與保險

• 國內金融體系尚未能接受綠能新興產業之先天高風險性質

• 專案融資概念在國內尚未成熟，風場開發融資困難

„ 技術能量不足與發展環境缺乏

八、我國離岸風場主要問題

九、結論與建議

推動面: 透過政策引導創造國內市場

1.啟動示範計畫，開發國內首座離岸風場，驗證技術可行性 2.進行跨部會協調，排除法規及行政障礙，建立標準作業程序 3.推動國營事業示範獎勵，提高國產化比例與自主系統技術 4.以區塊開發方式推動大規模風場開發

1.啟動示範計畫，開發國內首座離岸風場，驗證技術可行性 2.進行跨部會協調，排除法規及行政障礙，建立標準作業程序 3.推動國營事業示範獎勵，提高國產化比例與自主系統技術 4.以區塊開發方式推動大規模風場開發

九、結論與建議

技術面: 開發先進技術有效降低成本

1.透過工業合作機制引進先進技術，建立自主化離岸風電技術 2.發展國內自主風力機關鍵技術 (抗颱耐震、智慧維護等)

3.發展適合台灣海域風電基礎結構及施工技術

4.發展低成本離岸風力機安裝工法及安裝船隻與施工機具

1.透過工業合作機制引進先進技術，建立自主化離岸風電技術 2.發展國內自主風力機關鍵技術 (抗颱耐震、智慧維護等)

3.發展適合台灣海域風電基礎結構及施工技術

4.發展低成本離岸風力機安裝工法及安裝船隻與施工機具

九、結論與建議

環境面: 完善基礎建設建構應用環境

1.建立台灣海域離岸風電設計規範 (IEC61400-3亞洲版) 2.發展離岸風電測試場，提供設備完整測試平台

3.推動離岸風電專用碼頭及產業園區 4.建構國內離岸風場融資與保險制度

1.建立台灣海域離岸風電設計規範 (IEC61400-3亞洲版) 2.發展離岸風電測試場，提供設備完整測試平台

3.推動離岸風電專用碼頭及產業園區 4.建構國內離岸風場融資與保險制度

九、結論與建議

產業面:推動國際合作建立產業自主

1.透過國際合作，引進最新技術及經驗，培訓專業人才 2.促成國內自主系統廠切入國際供應鏈

3.推動離岸風電海事工程技術聯盟，建立自主施工船隊及技術 4.促成本土化維修團隊，完備離岸風場自主維修技術能力

1.透過國際合作，引進最新技術及經驗，培訓專業人才 2.促成國內自主系統廠切入國際供應鏈

3.推動離岸風電海事工程技術聯盟，建立自主施工船隊及技術 4.促成本土化維修團隊，完備離岸風場自主維修技術能力

敬 請 指 導

九、我國離岸風電發展推動措施

產業面:推動國際合作建立產業自主

1.透過國際合作，引進最新技術及經驗，培訓專業人才 2.促成國內自主系統廠切入國際供應鏈

3.推動離岸風電海事工程技術聯盟，建立自主施工船隊及技術 4.促成本土化維修團隊，完備離岸風場自主維修技術能力

1.透過國際合作，引進最新技術及經驗，培訓專業人才 2.促成國內自主系統廠切入國際供應鏈

3.推動離岸風電海事工程技術聯盟，建立自主施工船隊及技術 4.促成本土化維修團隊，完備離岸風場自主維修技術能力