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歐洲海上風電:2019年主要趨勢和統計 Offshore Wind in Europe: Key Trends and Statistics 2019
2020/02
Wind Europe
https://windeurope.org/wp-content/uploads/files/about-wind/statistics/WindEurope-Annual-Offshore-Statistics-2019.pdf
一、前言
2010-2018年間,全球離岸風電市場年成長率約為30%,其中英國、德國與丹麥等歐洲國家引領了離岸風電產業的發展。根據國際能源署(IEA)公布的「離岸風電的展望與分析(Offshore Wind Outlook 2019)」 報告指出, 2010年至2018年期間,全球離岸風電市場年成長率約為30%。其中,歐洲市場已發展出完整的離岸風電供應鏈(尤其是英國、德國與丹麥),並指出到2040年,離岸風電將成為歐洲的主要電力來源。其中總部位於丹麥的沃旭能源(Ørsted)目前擁有最高的離岸風電累積裝機容量(16%),也積極地將離岸風電擴展到美國和亞洲市場;而德國的第二大電力供應商RWE公司在離岸風電市場中的裝機容量占比為12%,是全球第二大的離岸風電供應商。過去發展離岸風電主要困境為建置成本高昂,近幾年隨著技術日漸成熟,市場也已邁向規模經濟、標準化和集中化,未來五年內成本預計可降低45-50%。
目前臺灣政府規劃2025年將再生能源發電量提高至27GW,發電占比達到 20%,並將離岸風電列為能源政策發展重點之一,因此綜整歐洲離岸風電的市場概況、技術發展與經驗以供臺灣參考。

二、歐洲離岸風電市場概況與趨勢
2019年歐洲地區共新增了3,623MW的離岸風電裝機容量,主要集中在以下5個國家,分別是:英國(1,764 MW, 48.5%)、德國(1,111 MW, 30.5%)、丹麥(374 MW, 10%)、比利時(370 MW, 10%)以及葡萄牙(8 MW)。為加強區域合作與降低離岸風電的開發成本,歐洲各國於2019年12月會集10個國家(比利時、丹麥、法國、德國、愛爾蘭、盧森堡、荷蘭、挪威、瑞典與英國)的能源部長舉行「北海能源論壇」,進行經驗交流,會後公布「2020-2023年北海能源合作計畫」將著重於開發跨境離岸風電以及混合型發電設施。目前北海累積裝機容量已達歐洲總裝機容量的77%,其次則為愛爾蘭海(13%)、波羅的海(10%)和大西洋 (<1%)。
三、重要技術發展
(一)風力渦輪機的功率與離岸風電場的規模
自2014年以來,風力渦輪機容量平均年成長率為16%,2019年安裝的風力渦輪機平均額定容量為7.8 MW,已併網發電的最大規格也從8.4MW來到2020年的9.5MW。此外歐洲離岸風電場的規模不斷擴大,在過去的十年中,風電場的規模從2010年的313MW增加到2019年的621MW,目前位於英國海岸線周圍的專屬經濟區(Exclusive Economic Zone, EEZ)的The East Anglia (714 MW)和Hornsea One (1,218 MW)是連接電網供電最大的2座離岸風電場。

(二)安裝風電渦輪機的水深與離岸距離
由於穩定的風力資源和近岸位置都已被開發,歐洲的離岸風電場正往更遠、更深的海域移動。2019年正在興建的離岸風電場的平均水深為33m,比2018年的30m略有增加;風力渦輪機的平均離岸為59公里,相比2018的平均距離35公里有大幅成長。而英國的Hornsea One、德國的EnBW Hohe See與EnBW Albatros是目前距離海岸最遠的3座風電場,且每一風電場離岸都超過100公里。

(三)浮動式離岸風力渦輪機的發展
歐洲的浮動式離岸風力渦輪機規模是全球最大(70%),截至2019年底裝機容量為45 MW。預計未來三年英國、法國、挪威和葡萄牙發電量將落在24 -88 MW之間,其平均規模達4倍成長率且超過過去五年的安裝容量。

四、 創造「在地化」經濟發展
過去十年中離岸風電市場經歷了重大轉型,隨著技術日漸成熟,離岸風電的渦輪機主要零件已可在世界各地製造,再運往離岸風電場進行組裝,市場上離岸風電的供應鏈已「全球化」生產。然而,由於前期需投入的資本成本較高,發展離岸風電產業初期雖往往需要國家以政府預算支持,但隨後亦能創造另一波經濟發展與效益,如海上風電場的安裝、營運和維護(Operation & Maintenance, O&M)促進大量的勞動力需求,及安裝和O&M階段就地化的機會,例如:
(一)英國
擁有全球最大離岸風電市場的英國,2019年政府開始實行新的措施,主要目標包括使離岸風電產業的出口量增加5倍,並在差價合約(Contract For Difference, CFD) 項目編列高達5.57億英鎊的預算予以支持,同時驅動離岸風電產業轉型,逐步推動英國離岸風電產業國產化,將離岸風電國產比例從目前的50%提升到2030年的60%。除了增加3倍(27,000個)工作機會之外,也設定離岸風電部門中至少有33%須為女性。在產業投資上,英國政府已編列2.5 億英鎊的金額,提供給離岸風電合作夥伴(Offshore WindGrowth Partnership),鼓勵合作夥伴在英國本地提供高薪的工作機會,藉此提升英國離岸風電產業供應鏈的生產力,並爭取全球離岸風力發電產業的領導地位與國際競爭力。
(二)丹麥
丹麥是第一個建立商用離岸風電場的國家,目前占歐洲離岸風電市場的40%,且已發展出從安裝到O&M等各個階段的技術人力資源、離岸風力渦輪機和關鍵零件的製造能力,以及相關的航運物流服務的完整產業供應鏈,以下簡述其在離岸風電產業不同階段的發展重點與經驗 。
階段一:準備期,發展重點在於吸引資金並建設基礎設施(由政府主導);
階段二:建置期,促進國外與本地供應商的合作,設置第一座離岸風電場及發展相關產業;(階段二到階段三的過程中需最大化離岸風電場相關產業的投資收益)
階段三:將技術與經驗轉移到下一座離岸風電場;
階段四:推動國際化,此時本地供應商已具備成熟的技術並累積足夠經驗可拓展國際市場輸出技術;
階段五:轉型期,離岸風電已有完整的產業供應鏈,發展重點在於優化供應鏈與預測未來的需求。

六、小結
臺灣政府推動離岸風電的主要政策目標之一為「離岸風電產業國產化」,期能帶動國內需求與就業機會。並在離岸風場整體的區塊規劃與開發下,建立完善的產業供應鏈,包括:風力機關鍵零組件(如機艙組裝、發電機、變壓器、配電盤、功率 轉換系統、葉片等)、塔架、水下基礎、海纜、海事工程船舶製造等,實踐離岸風電國內供應鏈全面產業化的目標 ,透過上述離岸風電的市場發展、技術趨勢、國產化、產業供應鏈的相關經驗將可為臺灣正值政府推動之際帶來另一波產業發展利基與動能。

參考文獻
1. International Energy Agency(2019) Offshore Wind Outlook 2019
2.Wind Denmark (2020). Socio-economic impact study of offshore wind.p.55
謝汎琪
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