摘要
各國為因應全球氣候變遷與環境永續，無不大力發展再生能源，在相關政策及獎勵補助等措施大力推動下，風力發電與太陽光電已為未來趨勢。目前全球風力發電以陸域風電為主，但陸地空間有限，海上可利用空間資源則相對較大，因此各國積極發展離岸風電。現今較普遍之離岸風電基礎設置技術為固定式，隨著風機尺寸不斷增大以捕獲更多的風能、降低發電均化成本及設置成本，未來市場預期將逐漸發展可部署於離岸更遠、獲取更多風力資源、更具成本效益的浮動式技術。
近年來中國大陸、臺灣、韓國等亞洲離岸風電成長將帶動廣大商機，吸引各家風電廠商競選開發資格，在未來10年內，離岸風電將占日本和南韓新增能源25%以上。隨著中國大陸、臺灣、日本及韓國離岸風電政策陸續啟動，預計2018-2030年亞洲離岸風力機新增容量年複合成長率達13.6%。
亞洲以中國大陸、韓國及日本這三大市場透明度最高，然各國政府透過國家標準或法規方案制定、技術研發專案等政策扶植當地風力機系統商、零件及水下基礎業者。未來我國業者透過離岸風力發電規劃場址分配容量作業要點之產業關聯執行方案承諾機制，在國內市場建立實績，將有助於搶進未來亞洲市場商機。惟產品除符合業主規格要求外，仍需符合亞洲各國政府設立之技術標準規範，而價格成本的競爭力將為決戰點。
2019年儼然是離岸風力機系統廠商的產品規格競賽年，歐美系統商亟力突破10MW，並逐步將生產據點往亞洲布局以降低生產成本，同時強化抗颱型機種。而亞洲新興業者除在單機容量追趕外，亦強調智能化產線及售後監控大數據服務。
2020年因COVID-19疫情造成離岸風電產業供應鏈中斷，對各大風機廠商盈利產生負面影響，部份大廠陸續撤回上半年銷售預測，但仍不減其投資及產品布局決策。
目前智慧化技術應用在離岸風電產業主要應用範疇涵蓋兩大層面，一為離岸風場建置所需主體發電設備產品之智慧化技術，即打造智慧化工廠，透過智慧製造降低產品生產成本；另一個則為離岸風場建置及營運過程中可透過智慧化技術應用降低建置、運轉及維護成本。為提高生產力及降低成本將迫使廠商聚焦在工業4.0生產技術，包括現有製造場域的數位化（3D列印）、強化資通訊科技（大數據資料、自動檢測）、採用智慧自動化設備（機械手臂）及模組化生產以降低產品供應成本。
不只離岸風場主體設備製造需採用智慧化技術生產，舉凡風場建置生命週期所需如探勘、施工、安裝及運維階段，未來皆需積極導入智慧化技術服務。不僅介面需進行高度系統整合，也需透過人工智慧及大數據技術應用，使整體離岸風場創造高營運效率、減少海上運維作業。
隨著政策逐步推進與落實，離岸風電將是臺灣未來關鍵能源之一。離岸風電之發電具間歇性且難以預測的特質，且其案場密度高、單一風機規格持續成長，使得離岸風電發電量集中於單一併網點與當地區域電網，因而對電網安全和供電穩定帶來嚴峻的挑戰。
另一方面，自2020年起，我國多家離岸風電業者新投資或以既有廠房改建之工廠陸續投入量產，經由初期的學習曲線建立後，未來藉由導入智慧化應用以持續提高生產效率、降低成本，將成為整體產業成長的動能。而智慧製造導入困難處在於企業規劃及評估能力不足及內部技術人才的缺乏，且未來尚有大數據分析、網路安全、物聯網、模擬分析等智慧化導入需求。
本書以離岸風電產業發展為主題，彙整國際離岸風電產業發展趨勢與商機、相關技術與智慧化應用，以及臺灣離岸風電人才培育現況、需求和未來培育策略方向等，供離岸風電產業之產官學等相關人士作為參考。
- 前言 I
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VII
第一章 離岸風電產業市場分析與大廠動向 1
一、 全球離岸風電市場及技術發展態勢 1
二、 亞洲離岸風力發電市場規模與商機探討 14
三、 國際離岸風機大廠投資動向與產品布局 22
四、 2030年全球浮動式離岸風電市場分析 32
第二章 離岸風電產業技術發展分析 43
一、 離岸風電產業智慧化技術應用現況 43
二、 離岸風電穩定供電關鍵議題與未來商機 48
三、 風力發電機葉片市場發展趨勢 61
四、 風力發電機組大型化發展趨勢 69
五、 風力發電儲能系統應用趨勢 78
六、 國際水下基礎標竿廠商智慧化個案分析 85
七、 國際水下基礎製造商智機化發展個案分析 90
第三章 我國離岸風電業人才需求與智慧化現況 95
一、 我國離岸風電人才培育現況及策略方向 95
二、 離岸風電產業關鍵人才職能分析 110
三、 臺灣離岸風電水下基礎專業人才需求 118
四、 我國離岸風電產業智慧化與數位化投入現況與未來需求 126
第四章 結論 133
一、 全球離岸風電市場及技術發展態勢 133
二、 亞洲離岸風力發電市場規模與商機 133
三、 國際離岸風機大廠投資動向與產品布局 134
四、 全球浮動式離岸風電市場趨勢前瞻 134
五、 離岸風電產業智慧化技術應用 135
六、 離岸風電穩定供電關鍵議題與未來商機 136
七、 風力發電機葉片市場發展趨勢 137
八、 風力發電機組大型化發展趨勢 138
九、 我國離岸風電業人才需求分析 138
附錄 141
一、 英文名詞縮寫對照表 141
二、 中英文名詞對照表 142
- 圖1 1 2009-2019年全球離岸風電裝置量 2
圖1 2 2019年各國離岸風電裝置量 2
圖1 3 2000年至2050年全球離岸風電裝置量 4
圖1 4 各種主要固定式離岸風機 8
圖1 5 各種主要浮動式離岸風機 8
圖1 6 2009年至2025年離岸風電發電均化成本 9
圖1 7 離岸風電成本結構分析圖 10
圖1 8 發電均化成本下降推估 10
圖1 9 臺灣離岸風電建置成本推估 12
圖1 10 2018-2030年亞洲離岸風力機新增容量市場分析 16
圖1 11 韓國離岸風場設置分布圖 21
圖1 12 浮動式平台設計型式 33
圖1 13 2019年各國浮動式離岸風力機組安裝量（MW）及占比 34
圖1 14 2022年全球浮動風場開發規模預估（MW） 36
圖1 15 2030年各國浮動式離岸風力機組安裝量（MW）及占比 37
圖2 1 積層製造葉片模具 45
圖2 2 2001-2019全球風力發電安裝容量 63
圖2 3 陸域型風力發電機組塔架與葉輪直徑發展 65
圖2 4 風力機葉片維修市場預估 67
圖2 5 風力機葉片回收轉製建材 68
圖2 6 全球離岸風場平均單機容量 70
圖2 7 全球5MW以上風力發電機安裝數據 72
圖2 8 全球風力發電安裝總量 79
圖2 9 IEC電能儲存系統技術分類 80
圖2 10 電熱儲存設備技術 84
圖2 11 ST3 Offshore位於Szczecin的廠區配置圖 86
圖2 12 第一階段拆解套筒基礎結構為頂部、中間段及下部結構 87
圖2 13 第二階段拆解套筒基礎結構為各標準化節點 87
圖2 14 銲接機器人完成Y節點銲接作業 89
圖3 1 離岸風電產業生命週期圖 96
圖3 2 離岸風電產業供應商體系 97
圖3 3 離岸風電前期規劃職能需求 98
圖3 4 離岸風電施工安裝職能需求 100
圖3 5 離岸風電營運維護職能需求 101
圖3 6 離岸風電跨階段管理職能需求 102
圖3 7 海洋科技工程人才培訓及認證中心課程簡章 104
圖3 8 產業趨勢及企業動態對關鍵職務需求影響 111
圖3 9 水下基礎產業廠商招募人才運用現況 121
圖3 10 離岸風力發電產業水下基礎整體人才欠缺主要原因分佈圖 121
圖3 11 廠商生產設備運用感測器蒐集生產數據之占比現況 127
圖3 12 廠商生產設備具有資料儲存及溝通功能之占比現況 128
圖3 13 廠商進行品質檢測之占比現況 128
圖3 14 公司紀錄與管理生產過程資料之占比現況 129
圖3 15 廠商認為導入智慧製造相關應用可帶來的效益 130
圖3 16 廠商認為導入智慧製造的困難處 130
圖3 17 廠商未來智慧化導入需求 132
- 表1 1 全球主要離岸風場 3
表1 2 我國離岸風機規劃裝置量 5
表1 3 不同風機尺寸發電均化成本 6
表1 4 主要國家2017年及2040年離岸風電相關成本 11
表1 5 臺灣離岸風機發電均化成本推估 12
表1 6 離岸風電技術布局方向與時程 13
表1 7 離岸風機系統商次世代產品布局分析 23
表1 8 法國浮動式風場開發計畫 38
表1 9 加州浮動式離岸風場潛力廠址廠商開發意向 39
表2 1 在2035年目標下之再生能源裝置容量與預估發電量 49
表2 2 離岸風電於不同階段可能引發之風險別 53
表2 3 輔助服務市場類型 57
表2 4 併聯技術要點當前規範項目與可能修正項目 60
表2 5 風力發電機技術創新成本影響性 63
表2 6 自動化套筒基礎生產製造流程 88
表3 1 風場開發商與國內大專院校合作備忘錄／合作意向書列表 106
表3 2 國內大專院校自主建置離岸風電關聯學程列表 108
表3 3 離岸風電產業關鍵人才需求條件分析表 112
表3 4 跨領域專業人才需求條件表 115
表3 5 廠商投入數位化、智慧化對人力資源影響 117
表3 6 人才需求之量化推估表 120
表3 7 水下基礎人才需求之質性需求分析表 122
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