1. 全球能源危機與國際風能發展人類對於石油的過度依賴，造成嚴重的環境污染及全球環境變遷問題，生物圈因為全球暖化而改變了生態，地球的資源已經過度超支。為改善問題，全球各界均積極發展綠色（再生）能源。因其具有潔淨、低溫室氣體排放及自產能源的特性，愈來愈多的國家將綠色能源列為未來能源政策考慮重點之一。 就目前的技術發展來看，風力發電已成為綠色能源的主流之一。圖1(a)為2012年全球前十累計風力發電裝置容量的國家，圖1(b)為全球前十新建風力發電裝置容量的國家。根據GWEC（Global Wind Energy Council）統計[1]，2006年底為止全世界的風力發電裝置容量為74GW而目前累計至2012年底全世界風力發電裝置容量為282GW，短短六年內成長四倍。GWEC也正極力推動Wind Force 12計畫，期盼在2020年時全世界的風力發電裝置總容量要達到1250GW，提供全球12%的電力需求[2]。 自1995年之後，全球風力發電機總量急速增加，每年約有30%的成長，近年來歐洲的發展趨勢稍有緩和的情況發生，原因出自於歐洲內陸的風力發電機可設置的區域已經幾近飽和，未來十年，歐洲國家將發展的重點移往海上，設置離岸的風力農場，不僅不會影響內陸的使用面積，海上的風力資源也更為優渥。根據GWEC的報告，截至2012年底全球共設置4,620MW離岸風電，其中有4,336MW是設立在歐洲海域，包含了1,503架離岸風機分佈於56個海域風場中。另外，在歐洲約有6GW的離岸風機正在建造設立中，17GW已通過審查，並有114GW已在規劃中。全歐洲預估目標2020年前設立40GW離岸風電，其中又以英國最具野心，目標2020年前設立18GW。 不同於歐洲，亞洲和北美在風力發電的發展上起步較晚，但近年來，這兩個區域的成長也是相當的驚人，2012年又以北美地區成長為最。而亞洲國家以中國、印度、日本為主。就離岸風電而言，以中國為例，目前設置容量258.4MW，居世界第三位，目標2015年設置5GW，而在2020年達到30GW。日本則因為其地理位置因素，風場較佳的海域位置其深度多屬深海域，以目前歐洲各國廣泛設立的離岸風機基礎型式來說，對日本的使用上則有其限制，因此其近年來積極發展各類型漂浮式離岸風機以適合該國地理環境。 GWEC預估未來幾年世界平均成長率會稍微下降，原因出在於歐洲的轉型和風力發電機供不應求，一般風力發電機製造商交貨時間為兩年，所以成長會受到供應不及而受到擠壓，但全球風力發電的發展還是持續在蔓延，未來的發展重點地區會逐漸由歐洲移向亞洲，預估將會帶來許多市場與商機。根據GWEC統計，至2012年底，全球風機容量達到284GW，更預估2016年將會達到493GW，也就是說每年平均成長率達15％（圖2），呈現穩定的成長，顯示出全球對於發展風力發電的需求相當強勁。
2. 台灣風能潛力台灣地區的風能天然資源相當豐富，例如澎湖地區年平均風速高達9.7m/s以上。唯目前因為各種因素而導致澎湖地區的風電未能開發，甚為可惜。近年來，台灣風力發電規模逐漸成長，特別為桃園至雲林沿海一帶，由於有強勁的夏季西南氣流與冬季東北季風吹襲，且可建置地點亦不少，因此成為台灣發展風力發電之最佳地點。根據4C Offshore提供的「23年平均風速觀測」[3]（如圖3），全球風況最好的前二十處觀測地，有高達十六處是位於台灣海域內，且均位於台灣海峽。 台灣地處太平洋沿岸，冬季出現4級風以上頻率相當高，風能潛力佳，但能否將這些能量妥善運用，會是發展的重要關鍵。況且每部風力發電機的設計條件不同，各別的設計規格有其最佳的使用條件，台灣目前仍停留在風機進口的階段，但進口的風機勢必有地域適應的問題。歐美所設計的風機是根據歐美當地環境所設計，主要在小風速的狀態條件下；和台灣的大風速相比較，不一定符合台灣的需求，且不管是成本、運輸也都是很大的問題。一旦風機有所損壞，必須再下單購買或是再聯絡國外廠商負責維修處理，曠時費工。
不同於歐洲國家，台灣尚有些關鍵不穩定因素需加以考慮。其一為颱風，台灣及東南亞地區皆有此現象，對於風機結構之強度考驗甚鉅。颱風期間所帶來的瞬間陣風，將考驗著葉片及支撐基礎設計強度，相信這將會是台灣所能發展的關鍵技術之一。另外地震亦可能是風機在台灣的另一項重要設計因素。如能投入人力及研究能量，將有機會使台灣具備先進技術，放眼未來國際市場。 3. 台灣離岸風電的發展近況台灣離岸風電的發展規模亟需國內產、官、學界合力推動。目前的作法是由政府投入資金做推廣及技術的研發，並從示範做起，將法規面及技術面的問題釐清。政府部會的分工規劃，在推廣設置的部分經濟部能源局為主，產業的部分以經濟部工業局為主，在標準相關的工作則以經濟部標準檢驗局為主。除了經濟部的工作事項外，另外還有許多跨部會的工作需經由新成立的「行政院節能減碳推動會」來運作指揮，其組織架構詳見文獻網址 [4]。 在學術界的推動方面，國科會能源國家型科技計畫以「離岸風力」主軸計畫推動執行「台灣離岸風電先導型計畫」[5]，研究發展的任務目標及時程依序為先導型離岸風電設置評估與規劃（民國99年底至101年），建置完成風海觀測塔及抗颱耐震風機（民國102年至105年），離岸風機建置測試及示範運轉維護（民國106年至110年），大容量風機研發與海洋能源產業整合（民國111年至115年）。大型離岸風電場的建置從民國106年起與研究發展平行推動，離岸風電場的建置目標及時程為離岸風電第一期開發（民國106年至110年），離岸風電第二期開發（民國111年至115年），離岸風電第三期開發（民國116年至120年）。 根據「先導型離岸風電設置評估與規劃」第一階段（民國99年底至101年）研究成果，已完成我國先導型離岸風電場的初步規劃，並與產業界逐漸整合，釐清我國迫切所需之關鍵技術與環境條件。「台灣離岸風電先導型計畫」第二階段（民國102年至105年）工作，將以建置完成風海觀測塔及抗颱耐震風機為目標，協助風電產業完成先導型離岸風電場開發前期作業，踏出我國開發先導型離岸風電場的第一步。第二階段研發工作將針對我國開發離岸風電場關鍵問題，肩負與產業溝通及技術開發之重任，面對我國先導型離岸風電場開發各類困難，將以九大研究議題（詳見[5]）進行研究，以期提供離岸風電關鍵技術支援，建構先導型離岸風電場開發環境與流程。 為實質推廣離岸風力發電的示範（根據經濟部能源局的資料[6]）， 經濟部於民國101年7月3日公告實施「風力發電離岸系統示範獎勵辦法」，進行離岸風力發電獎勵。獲選受示範獎勵之「福海風力發電股份有限公司籌備處」規劃在彰化縣芳苑鄉外海11公里，水深25~40公尺處設置30架離岸風機，裝置容量達108 MW之離岸風場，目前已取得兩架示範機組之環評許可。另受獎勵之「海洋風力發電股份有限公司籌備處」則規劃在苗栗縣竹南鎮外海1~5公里，水深5~30公尺處設置30架風力機，裝置容量達108 MW之離岸風場，未來將分階段設置共72架風機，總裝置容量近260 MW。除福海公司及海洋公司兩件民營示範案外，台電公司亦以國營事業身份開發離岸示範風場，合計3件示範獎勵案於民國104年完成4~6架示範機組設置，並於109年前完成示範風場開發。此三件示範案之總裝置容量將達300 MW以上，估計將可促進離岸風電設置產值達新臺幣480億元以上。 該示範獎勵計畫為離岸風電區塊開發模式之試行，未來更將透過區塊開發模式進行推動，以每年新增300 MW離岸裝置容量的開發速度，推動大規模深海風場開發，以逐步達到119年累計裝置容量3,000 MW之推動目標，設置量達600架以上海上風力機，連同陸上風機400架風機，總裝置容量將達4,200 MW，風力發電產業總產值可望達新臺幣5,000億元以上，屆時風力發電總裝置容量將占再生能源總設置目標33% 以上，可望成為國內最主要再生能源之一。 4. 台灣發展離岸風電的機會與挑戰台灣屬海島型國家，地狹人稠近三分之二為山區，可發展風能場址的土地有限，加上風機造成的噪音及光影問題，屢見民眾抗爭事件，土地取得不易，未來陸域型風機建置的困難度勢必逐漸增加。台灣海峽的風因季節氣流受到兩岸山脈縮口而加速，造就了台灣西岸及澎湖良好的風場，這就是台灣發展離岸風電最大的優勢。海上風速較大且較穩定，蘊藏了大量的風力資源，可大規模開發，且相關產業所帶動的勞動力就業市場為台灣帶來的國力產值亦非常可觀。 除了前述的優勢，台灣發展離岸風力發電的機會亦有：(1)以往，風電場的建置屢見民眾抗爭衝突，而離岸型風電遠離陸地，居民不受噪音及光影問題的影響，風場場址的取得較單純，並減少陸上土地的開發。(2)海上的風大又穩，靜風期少，不僅可攫取的風能及產生的發電效率增加，對於風機的疲勞負荷較小，風機的壽命亦可提升。(3)在經濟上，離岸風力發電的建置，可使當地別具地方特色，帶動觀光人潮，提升就業機會，且塔底形成的魚礁可引來魚群，增加漁獲量。(4)風力資源是源源不絕且無污染的綠色能源，在運轉的過程中並不會排放二氧化碳及其它溫室氣體，具有極大環保效益，發展風力發電可減少對石油及煤炭進口等化石燃料的依賴。 然而，台灣發展離岸風力發電也面臨幾項重要議題，舉例而言：(1)建造總成本：這是目前全球發展離岸風電均面臨的問題，如何降低成本是當前重要的研究議題。(2)颱風：每年6至9月為颱風盛行的季節。(3)鹽風：強烈的東北季風與颱風吹起海浪與浪花，浪花飄在空中，造成所謂的「鹹水煙」，對風力發電機結構腐蝕與電氣設備很大損傷。(4)高溫、高濕：台灣位於亞熱帶，夏天溫度可高達近40度，濕度經常90%以上對風力發電機的機艙內部設備的冷卻溫控造成影響。(5)設計與生產：離岸風機所需要的發電機、葉片尺寸等級都較高，目前台灣廠商的作法以採購國外的大型風機估為試營運的基礎，未來由經驗的累積培養，進行推動產業生根。(6)安裝與運維：台灣目前較缺乏能力建造適合自己的安裝船及維運船，中長期來看，仍必須由國內廠商自行研究開發生產。 總言之，雖然發展離岸風力發電的路途仍會遭遇許多困難，但參考全球先進國家的經驗，推動離岸風電除帶動可觀投資外，更藉由推動海事運維在地化與關鍵零組件國產化，健全國家風電技術能量、提升國內風電產業的自給率。同時搭配其它綠能產業進行互補，透過產業鏈垂直整合刺激內需市場、強化專業人才培育，進一步活絡國內就業市場，落實國家綠能產業的應用，增強國家競爭力。 Reference
黃心豪教授 小檔案學 歷： 1. 美國普渡大學航空暨太空工程學系博士(2006/8-2009/8)
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