台湾风力发电产业发展概述

○文/本刊通讯员 王金生 赵宝山

台湾风力发电产业发展概述

○文/本刊通讯员 王金生 赵宝山

作为一种可再生的清洁能源，风能以其蕴量巨大、分布广泛、没有污染等优势，受到世界各国和地区越来越多的重视。目前风电技术已比较成熟，风电装机容量迅速增加，全球风电容量已居可再生能源首位。

台湾风力发电产业现状

风力发电的运作原理是将将机械能转变成电能，利用风力带动风车叶片旋转，然后再通过增速机将旋转速度提升，带动发电机发电，最后经由电力转换、变压后与电网并联传输至用户端。风力发电产业由上游至下游分为材料、零组件、系统、营运、维护等几个部分，风力发电机依据功率大小可分为大型和小型两类。大型风力机占市场99%以上，发电输出功率一般在750千瓦以上，与长途输电网并联，依据安装地点可再分为陆域型与离岸型；小型风力机占市场则不到1%，输出功率在100千瓦以下，多为偏远地区离网或是分散式发电应用。

全球风力发电技术大规模商业化已超过20年，产品技术趋于成熟，近年来市场皆维持稳定增长；截至2013年底，全球风力发电总装机容量达320吉瓦（1吉瓦相当于1000兆瓦，或100万千瓦），2013年新增34.3吉瓦，较2012年衰退25.2%。预估2018年累计装机容量将达到535吉瓦，风电发电量将占全球电力供应的5.2%。

近年来，陆域风电增长趋缓，离岸风电发展快速，受到各界瞩目。海上风场具备比陆域风场较佳且稳定风况，加上许多国家和地区陆上优良风场已逐渐开发完毕，预计离岸风电市场将快速增长。2013年全球离岸风电累积装机容量达7.51吉瓦，新增装机容量达到1.87吉瓦，较2012年增长33%，相较于陆域风电新增装机容量27%的衰退，也印证了离岸快速发展现况。2014年全球新增装机容量为2.77吉瓦，比2013年增长48%，2018年累计装置量将达到30.7吉瓦。

台湾地区拥有丰富的风能资源，每年夏季强劲的西南气流与冬季东北季风，使台湾沿海成为发展风力发电的最佳地点。特别是澎湖海岸附近，每年可用风力约4000小时。台湾风力发电产业起源于上世纪80年代发生能源危机时期，岛内一些研究机构陆续开发出4千瓦、15千瓦与150千瓦风力发电机。2000年，台当局发布《风力发电示范系统设立补助办法》，分别在澎湖、云林和新竹设立3座风力发电系统，总装机容量为8.64兆瓦。

2004年台当局向民间企业开放发电业务，由民营企业2006年在苗栗建设50兆瓦风力发电厂。随着全球风力发电市场快速增长，岛内企业开始进入风力发电零组件产业，包括叶片、铸件、变压器等。如今，岛内风力机设备及上中下游产业供应链已渐趋完整，但现有风场的设备及备品等仍以进口为主。

图1 台湾西海岸麦寮风力电场夜景

目前，台湾岛内的风力发电设备供应商有10多家，其中东元公司主要生产发电机、电力转换系统和控制系统，中兴电工生产机舱罩、叶片、鼻锥等先进复合材料；台塑重工、汉翔、中钢旗下的中钢机械、金丰机器等企业制造齿轮箱、机座、塔架等，星能、永传、海鼎、台湾工机、永冠能源、红叶风电、华城电机、台船、桦棋、环兴、亚力电机等企业生产其他零配件，另外还包括提供叶片树脂材料的上纬、长兴等厂商。这些厂商多为风力机零部件生产企业，由于过去陆域内需市场规模不大，厂商以海外市场为主，大型风机元件如发电机、铸件、叶片及叶片树脂等已进入国际大厂供应链。它们共同组成“台湾离岸风电联盟”，正积极研发海上离岸风电技术，建立本土化的设备零部件供应链，而台湾产的小型风力机已具备出口能力，主要面向欧洲和中国大陆，在岛内主要用于风光互补路灯、学校、民宿等发电设施。

近年来，中国大陆风力发电产业快速发展，已超越美国,成为全球风力发电新增装置量最多的国家。2012年，大陆新增风电并网装机容量1.5万兆瓦。截至2012年底，全国（不含港、澳、台）共建有1445个风电场，安装风电机组52,827台，风电累计核准容量10.67万兆瓦，并网6.27万兆瓦，在建4.4万兆瓦。2012年上网电量1008亿度，全国风电累计装机占全球市场23%，位列世界第一。但风电设备的生产供应方面尚有不足，零部件配套体系也不够完善，齿轮箱、电机、叶片等大部件及轴承、逆变器等关键零部件的制造技术与国际先进水平相比还有一定差距。

图2 岛内风力发电产业供应链

自2008年台湾新领导人上任以来，两岸在风电设备的电机、叶片生产，以及大容量海上风电机组的研发领域开展了大量务实合作，建立了相互融合的产业链，而且加强了标准互认，形成互相支撑、共同发展的格局。不少台湾风电设备企业先后进入大陆，参与大陆风电建设工程。例如，台湾东元公司以2兆瓦陆域型风力机组为切入点，与台塑重工、中钢机械和上纬等组成风电联盟，通过技术转让方式，已在福建和内蒙古建立生产组装基地。

主要提供大型风力发电机铸造加工及焊接的红叶风电公司，因掌握欧美叶片生产上的关键技术，已在大陆设立多家工厂，包括2008年在江苏太仓建立的第一家工厂，2009年在上海南汇建立的第二家工厂和2010年4月刚刚在辽宁营口建立的第三家工厂，还准备在酒泉市建设3兆瓦风电叶片工厂，为大陆多家主要风电整机企业生产风电叶片，是中国大陆境内第一家取得GL及ISO认证的企业。红叶风电自行研制的3兆瓦海上风电叶片已在2010年年底投产。

以生产工程树脂起家的台湾上纬企业公司，2000年在上海松江设立上纬（上海）精细化工公司，专门生产环保耐蚀材料和LED封装树脂等，并于2006年12月在天津经济技术开发区设立上纬（天津）风电材料公司，生产耐蚀环氧树脂、乙烯基脂树脂及不饱和聚脂树脂等风力机叶片用材料。2010年11月，上纬企业被大陆最大的叶片设计公司AERODYN纳入材料推荐厂商，AERODYN负责大陆风力叶片将近70%的设计与技术授权生产，上纬也因此成为大陆风电产业的主要供应商，产品供应大陆各大风电设备制造厂，年销售额为6亿～8亿元人民币，目前是亚洲最大风电叶片复合材料生产企业，并打进全球前五大厂之一的西门子，成为其供应商。

此外，上纬企业还与大陆金风科技公司签订抗台风叶片研发协议，发挥互补优势，共同在台湾澎湖开发海上风电项目。东元电机公司也与上海电气风电设备公司达成合作协议，利用其在发电机领域的研发优势，合作开发风电用发电机，为上海电气拓展海外业务提供支持。

2013年台湾风力发电产业产值为新台币85亿元，较2012年增长18%。截至2013年底，岛内共设立311座大型陆域风力发电机，其中161座由台电公司建设，其余由民间企业如英华威等公司承建，分布在台湾西海岸最北端的石门直至屏东县南部的恒春一线的24处风力发电场，主要集中部署在风力较强的桃园观音、台中高美湿地、彰化县的彰滨及云林县的麦寮等地，另外在金门和澎湖也有一些，累计装机容量约6142兆瓦。但这些风力机除了电缆埋设、基础、塔架外，其他设备皆由国外整机进口，岛内企业虽然在风力机智能监控系统、机电设备、钢构元件及相关工程技术能力方面具有一定优势，但缺乏大型风力发电机组的大功率系统整合技术，导致市场规模不大，难以扶植关联企业成长。

产业发展目标

由于岛内的陆地风电资源基本开发完毕，且风力机噪声扰民，受到当地民众和环保组织反对。台当局将离岸风力发电作为今后发展的重点，2011年8月发布“千架海陆风力机”计划，规划2020年前陆域风场总共设立450座，总装机容量约1200兆瓦，年产值达新台币540亿元，并创造1万个就业机会；2030年前安装约600座离岸风力机，总装机容量达3000兆瓦，与陆域风力机合计超过千座，总装机容量将达4200兆瓦，可创造超逾5000亿元新台币的风能产业链，扶植至少两家大型风力机关键零组件厂商与1家具备施工船队的离岸风电海事工程企业，成为亚太地区海事工程服务团队。

岛内风场开发的规划原则为先陆域后海域，陆域风电部分将先开发优良风场，再开发次级风场。离岸风电部分则考量技术与财务风险，先从浅海区域(20米水深以内)推动企业设立示范风场，待取得相关技术及经验后，再在深海区域(20米水深以上)采用区块开发方式带动大规模开发。

基于上述对于风电开发规划，进一步强化风能开发利用，台当局决定大力发展海上风能产业，于2011年8月发布《风力发电离岸系统示范奖励办法》，希望以此带动风能开发重心由陆域逐步推向离岸，并已于2013年1月完成候选厂商的评选。台当局通过提供经费奖励，协助岛内企业完成风场建设的前置作业，并打通法规上障碍，降低离岸风电开发的风险，加速首座离岸风场开发。

图3 台湾地区陆上风机安装情况

离岸风电示范奖励办法将鼓励开发示范机组共4个项目，在2015年完成设立。每个项目风场示范作业奖励费用约新台币2.5亿元；同时依示范机组容量大小，将提供最多50%的奖励费用。整个示范风场将于2020年完成约320兆瓦浅海风场开发，相当于90座单机容量3.6兆瓦的大型海上风力发电机。待岛内建立相关技术及经验后，采区块开发方式(如彰化、云林、澎湖等外海海域)，带动大规模开发，并逐步扩展至深海区域，以逐步达到装机容量3,000兆瓦目标，合计离岸共设立600座风力发电机。

陆域风电部分，陆域优良风场已趋饱和，将在2020年以前开发完成，最多可设立约450座风力发电机，约相当于1200兆瓦装机容量。在2030年前，岛内在陆域与离岸总共要设立1000多座风力发电机，总装机容量将达4200兆瓦，创造新台币5000亿元风力发电产值。

表1 台湾2030年风力发电发展目标

以分散式电力及都会型电力为发展诉求的小型风力发电机产业近年在全球稳定且显著增长，根据2013年世界风能协会报告分析，全球小型风力发电机近年增长率高达35%，预计至2020年，平均年增长率至少可达20%。目前全球主要市场依序为中国大陆、美国和英国，其中2012年中国大陆累计装机容量已达355.5兆瓦，年增48.9兆瓦，总销售量达9.3万台，年产值约新台币39亿元。

目前，台湾岛内5千瓦以下的小型风力发电机整体产业链已发展成熟，产品100%自制，2012年出货量4497台，2013年超过6000台，仅次于中国大陆、美国及英国，高居全球第四位，年产值约新台币3亿元，增长率43%，外销比重高达94%，其中中国大陆市场即占67%。目前产品仍以水平轴风力机出货量较高，但垂直轴风力机产品正在增长快速。

考虑到优先推动小型风力发电的利基市场，台湾小型风力机产业发展以岛内分散式能源布建功能为发展方向，2020年台湾产品全球市场占有率达全球第二，每年创造至少新台币150亿元产值为目标，并于2020年达30兆瓦、2025年达100兆瓦岛内小型风力机装置量。

图4 位于彰滨工业区的风力电场

产业推动策略与措施

台当局制定风力发电产业整体推动策略为：通过奖励补助与推广政策，逐步建立基础技术能量与发展环境，以支援后续风场设立开发时可能面临技术与行政上问题；进而加速风场开发、建立具经济效益市场规模，带动相关产业发展。目前台当局规划的产业发展策略与具体措施如下：1. 陆域风电推动策略岛内陆域风电历经多年推动，已发展稳定市场机制；但由于可用的优良风场渐渐开发完成，未来发展速度将趋缓，整体推动策略如下：

(1)提供采购风电优惠电价费率，协助企业就筹设或规划中的风场在2015年前能顺利完成，累计装机容量约可达814兆瓦。

(2) 潜在风场开发：研拟提高经济诱因，鼓励企业开发次级风场，至2020年再增加386兆瓦装机容量，累计共达1200兆瓦。

(3) 在社区风场开发方面，效仿德国与丹麦推动经验，鼓励当地居民以个人或合作社身分入股投资风场开发，俾有效扩增设立量，同时降低民众对风场开发敌意与抗争，提升民众对绿色电力认同。

2. 离岸风电推动策略

离岸风电在岛内尚属起步阶段，发展环境尚未完备，因此需要从多方面同时进行推动，以期顺利达成千座海陆风力机的发展目标。

(1) 市场方面：通过政策引导创造岛内市场，启动示范计划，开发岛内首座离岸风场，验证技术可行性；推动公营事业示范奖励，提高本地产化比例与自主系统技术；以区块开发方式推动大规模风场开发，带动岛内产业发展；制定合理采购电价，提高设立诱因。

(2) 技术方面：开发先进技术有效降低成本；通过工业合作机制引进先进技术，建立自主化离岸风电技术；发展岛内自主风力机关键技术(抗台耐震、智慧维护等)；发展适合台湾海域风电基础结构及施工技术；发展低成本离岸风力机安装工法及安装船只与施工机具(海事工程)。

图5 岛内乡村地区安装的小型风力机

(3) 推广方面：完善基础建设构建应用环境；进行跨部会协调，排除法规及行政障碍，建立标准作业程序；建立台湾海域离岸风电设计规范(IEC61400-3亚洲版)；推动离岸风电专用码头及产业园区；构建岛内离岸风场融资与保险制度。

(4) 产业方面：推动国际合作建立自主产业；通过国际合作，引进最新技术及经验，培训专业人才；促成岛内自主系统厂带动产业链垂直整合，适时切入国际供应链；推动离岸风电海事工程技术联盟，建立自主施工船队及技术；促成本土化维修团队，完备离岸风场自主维修技术能力。

3. 推动“低碳岛”风电设立

在2015年完成海底电缆及96兆瓦风力发电系统设立，实现再生能源供电比例超过100%的目标，使风力发电成为澎湖岛再生能源主力。

小型风力发电推动策略包括6个方面：

(1)持续激励政策：以现有采购费率为主，搭配设备装置补助，并随成本降低与量产规模提升而调整政策或拟定退场机制。

(2)扩大市场占有率与规模：以工业区和科学园区等台当局公共工程、离岛住宅与社区、推动农渔业装置小型风力机、风光互补型路灯、本岛滨海地区住家、休闲农庄、河滨公园，以及新建大楼屋顶与电信基地台等作为优先推动市场；并通过自动化生产技术及自动化机具开发，降低生产成本。

(3)启动小型风力机示范奖励计划：推动小型风力机发电系统示范奖励办法，鼓励各地方台当局结合在地社区特色，推动小型风力机发电系统建置，并以设立本地产风力机系统为主，加强应用展示并带动产业发展。

(4)提升标准技术与品质：包含建立合格测试评估机构与合格测试场，进行人才培训，建立小型风力机产业或国家标准(特别是垂直轴风力机技术)，以及推动建置两岸小型风力发电机共通标准及相互认证机制。

(5)鼓励开发多样化应用的产品：针对建筑与景观整合型风力机、高楼型风力机、路灯与招牌整合型风力机、简易组装型风力机、可携及可收纳型风力机、船舶游艇用风力机等，促成新技术及多变应用成熟产品大量上市。

(6)破除法规面障碍与限制：比照太阳光电推动措施，放宽小型风力机装机容量合并计算限制、申设并网免收线路工程费、将小型风力机纳入杂项工作物免请领杂项执照适用项目、纳入绿建筑标章评分指标等，鼓励民间设立风力发电装置。

未来产业发展方向

风力发电产业包括风电发电业、风电服务业与风电制造业。依据风电产业价值链及产业特性，应以发电业风场开发来领头，短中期带动风电服务业为主，中长期带动风电制造业发展。

主要发展策略是通过离岸风场政策引导，带动岛内风电产业发展。风电制造业仍有待系统厂带领整合，惟目前系统厂尚缺量产实绩，离岸风机的陆上预组装需专属港埠、组装场等相关环构也尚待建置；目前岛内海事工程的技术能力，大多集中于港湾工程及水深较浅的海域工程，其深水作业条件及作业能量相对受限，其中较大型的设施，则多仰赖海外支援。风电产业短期需协助发电业引入资金，施工及运转维护则可由业界办理，可通过发展海事工程、风力机设备运转维护等风电服务业，扩大风电产业服务占比，进而带动塔架、海底基座、电力系统相关风电制造业发展。

1.通过政策引导，创造岛内市场

图6 岛内风力电场投资额

为扶植风力发电产业发展，台当局通过技术进步支援风场设立，并以市场规模带动产业发展，带动风场开发投资，预计至2030年带动总投资额达新台币5466亿元以上。台当局也积极推动千座海陆风力机计划，以支持本土风力发电设备产业的推动，并启动离岸示范计划，建立设立实绩，辅导企业于2015年先完成4座离岸示范风力机商转，藉由示范计划协调各“部会”排除现有法规及行政障碍。

2. 完善基础设施，构建应用环境

为完善基础建设以构建应用环境，另规划专属离岸风电开发营运使用的港埠码头与设立陆上组装场，并规划与港埠码头互相配合的功能性场地，配合阶段性拓展腹地利用与物流动线规划，以逐步推动离岸风电专用码头及产业园区。投资离岸风场需要庞大资金，所以需构建岛内离岸风场融资与保险制度，包括引导大型企业投入离岸风场开发，协助企业引入资金。引进海外经验，增进岛内企业了解风场开发的融资与保险运作方式，提升岛内金融企业掌握离岸风场开发风险的能力。藉区块开发吸引金融企业投入离岸风能市场，构建专案融资与保险制度。此外，应构建跨部会协商机制，厘清行政流程及申设法规，以突破离岸风场设立障碍。

图7 岛内大学生参观石门风力发电站

3. 开发先进技术，有效降低成本

有关开发先进技术，如离岸风场监测技术、整合型离岸风场服务资讯平台、海域施工环境及海气象短期预报技术、雷射测风系统等，有效降低投资、施工及运维成本，并确保维修人员安全与提升作业效率。由于现今国际风机大厂的离岸风力机技术仍在发展中，为了避免重蹈陆域风电全部来自进口，台当局正在协助岛内厂商发展自主离岸风电系统与风电服务业关键技术，推动离岸风电海事工程技术联盟，并建立自主化的施工团队及技术，规划区块开发，提高本地产化比例与运维在地化，并投入离岸风场开发，带动上下游供应链、发展海事工程与运转维护。

4. 推动国际合作，建立产业自主

以离岸风电区块开发市场规模，吸引大型企业投入，带动供应链垂直整合。并建立自主船队与海事工程服务能力，促进岛内产业建立在地离岸风电海事工程安装与维运等技术经验，培植自主风电系统服务产业能量，促进本地产化基础与电力系统进入市场，以带动产业链垂直整合，适时进入国际市场，并利用未来离岸风场经济规模区块开发方式提供内需商机与诱因，推动岛内企业与欧美日等国先进系统厂洽谈合作，可通过工业合作机制引进国际技术，带动业界投入开发离岸风力机系统及相关产业链，以培养风电发电业及风电服务业能力。