文／博士生 陳芙靜
前言
第26屆聯合國氣候變遷大會（The UN Climate Change Conference，簡稱COP26）於去（2021）年11月1日至12日召開，11月13日通過《格拉斯哥氣候協定》（The Glasgow Climate Pact）。此協定為首次明確表述減少煤炭使用的協議，並承諾為發展中國家提供更多資金，幫助其適應氣候變化。儘管內容措辭從原本的「逐步淘汰」（phase out）燃煤發電，改為較消極的「逐步削減」（phase down），COP26仍被視為全球告別燃煤的重要里程碑。COP26協定內容包括將全球升溫目標限制在1.5°C、向違反減排承諾的政府問責、2030年較2010年減少碳排45%、2050年達淨零排放等。今（2022）年6月在德國召開的波恩會議則聚焦2035年及2040年減排目標，11月將召開COP27，研討各國落實《巴黎協定》情況及已開發國家為發展中國家提供氣候資金等議題。
因應COP26全球主要國家已宣誓的淨零排放目標，我國亦於今（2022）年3月正式公布「臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明」，提供至2050年淨零之軌跡與行動路徑，以促進關鍵領域之技術、研究與創新，引導產業綠色轉型，帶動新一波經濟成長，並期盼在不同關鍵里程碑下促進綠色融資與增加投資，確保公平與銜接過渡時期。在能源轉型的路徑上，我國將打造零碳能源系統，在離岸風電方面，短中期優先建置技術已成熟之固定式離岸風電，目標為2025年累計設置達5.6GW與 2026-2035年每年1.5GW。長期目標則是極大化布建裝置容量，朝浮動式、大型化機組、擴大設置場域，規劃2050年裝置容量達40~55GW。
然依2018年經濟部核定潛力場址的併網容量，原定去年底離岸風電累計容量應達1,901.2MW，但因疫情衝擊導致風場建置落後，實際僅完成237.2MW。另我國推動離岸風場開發商承諾產業關聯方案以創造在地經濟效益，但我國業者面臨較長的學習曲線及全球原物料成本和運費價格上漲等因素，未來將對我國離岸風電能源的建置造成衝擊，進而影響淨零排放目標的進程。以下就淨零排目標對全球及臺灣離岸風電能源及產業面向影響進行分析，並討論我國在離岸風電資源開發、在地產業發展與環境保護三管齊下之離岸風電發展策略。
淨零排放對全球離岸風電能源及產業面向之影響
擴大離岸風電設置目標及帶動供應鏈發展
COP26會後，2021年12月25日，德國新任總理蕭茲公布聯合政府協議，2030年離岸風電設置目標由20GW提高至30GW、2035年達40GW、2045年達70GW，以利當地供應鏈發展及未來綠氫生產製造。今年2月，法國總統馬克宏宣布2050年法國將完成50個離岸風場建置，累計設置目標達40GW，以利2050年達成碳中和目標，法國政府為此將投資10億歐元於浮動式風電在內的再生能源技術創新項目。2021年12月，荷蘭宣布增加2022-2027年北海風場建置計畫（10GW設置量），將原定的2030年達11GW離岸風電設置目標提高至21GW。因應烏俄戰爭避免依賴俄羅斯天然氣，今年5月18日，德國、比利時、荷蘭與丹麥在丹麥Esbjerg市舉辦的北海風能產業高峰會（North Sea Wind Summit）簽訂「埃斯比離岸風電宣言（Esbjerg Offshore Wind Declaration）」，承諾將致力於2030年北海離岸風電總裝置容量達65GW、2050年達150GW。今年1月，美國能源部發布離岸風電策略白皮書，除重申2030年離岸風電目標為30GW之外，更提出2050年至少達110GW離岸風電設置量，鼓勵各州政府透過稅收優惠；投資製造業、船舶及基礎建設等，加速離岸風電能源建置及促進經濟發展。全球主要國家的離岸風電發展目標如圖1所示。
圖 1、全球主要國家離岸風電發展目標
圖2、離岸風電製氫三大模式
資料來源：Global Offshore Wind Report 2021 (GWEC, 2021/09)
２.電能轉換X（Power to X, Ptx）拓展新能源應用
電能轉換X （Power to X, PtX）是將剩餘的再生電能轉化成氣體或液體的一種儲能方法，關鍵步驟為利用剩餘的電力，驅動水電解反應產生氫氣（綠氫）及氧氣，再利用氫氣的高能量特性來活化二氧化碳，生產X型式的氣體或液體燃料，如燃料、電能、化工產品、氫氣、氨氣、甲烷等，以滿足大部分運輸及化學工業的需求。綠氫目前是許多國家脫碳戰略的關鍵，歐洲目前離岸風電已與綠氫生產緊密結合。隨著需求增加，各國也認同需要繼續擴大離岸風電設置量以製氫，目前主要包括海上能源島製氫、陸域設置電解槽、鑽油平台製氫三大模式，詳見圖2。丹麥政府積極推動綠色燃料計畫（Green Fuels for Denmark），由Ørsted主導離岸風電製氫示範項目，第一階段需於2023年完成10MW電解容量；第二階段需於2025年前完成100MW（約生產5萬噸燃料）、2027年則完成250MW，供應綠色航空噴氣燃料所需，加速航空業轉型。德國經濟與能源部亦正在起草氫能發展戰略，考慮指定部分離岸風場專門用於生產綠氫，預計規劃2030年前開發至少3GW的電解製氫容量，應用在交通運輸及重工業等 。
3.因應淨零排放強化可循環、脫碳
為強化生態保護，荷蘭、奧地利、芬蘭和德國已經制定風力機葉片的垃圾填埋禁令，英國也將離岸風場招標條件納入低碳足跡和低碳產品標準，法國則對未來離岸風場招標提出至少8%可回收性的要求，故SGRE (Siemens Gamesa Renewable Energy)、Vestas及GE近來皆積極發展可回收葉片。2021年9月，SGRE公司推出第一批具商業化用途之易溶解和回收的離岸風力機葉片，採用印度商Aditya Birla Advanced Materials的Recyclamine可回收環氧樹脂系統。該系統在葉片除役後，在弱酸性條件下溶解樹脂基體，進行增強型複材的回收再利用，今年已陸續應用在RWE、EDF等開發商之離岸風場。
JDN公司下世代自升式安裝船Voltaire以及浮式安裝船Les Alizés，可承載、運輸及安裝20MW風力機及超大型單樁（XXL- Monopile）。Les Alizés採用柴油發電機與電池驅動技術、第二代生物柴油及先進的雙排氣過濾系統，同時配備柴油微粒過濾器（Diesel Particulate Filter, DPF）以去除多達99%的奈米微粒，另有選擇性觸媒還原系統（Selective Catalytic Reduction, SCR）可進一步減少氮氧化物和其他污染物的排放。Boskalis公司則計劃未來兩年內將多功能起重船 Bokalift 1和 Bokalift 2、兩艘施工支援船等改造成混合動力船舶，在船舶停靠時提供電力供應和儲能設施，並採用能提高燃料效率的特殊儀表板以及使用甲醇作為燃料。今年4月，挪威商ESVAGT與丹麥沃旭能源簽署協議，將投資建造全球第一艘使用綠色燃料的運維作業船SOV (Service Operation Vessel)，該船將由電池和雙燃料發電機提供動力，燃料乃利用風能和生物碳產生的可再生電子甲醇（e-methanol），每年約可減少4,500噸的二氧化碳排放，預計於今年第二季開始建造，2024年底交付營運。
淨零排放對臺灣離岸風電能源與產業面向之影響
全球主要國家已把離岸風電視為實現能源供應與能源安全的重要工具，並訂定雄心勃勃的設置目標，離岸風電因此成為許多國家實現零碳目標的重要途徑。我國為落實淨零排放目標，積極建置離岸風電並完善產業發展環境，採行「先示範、次潛力、後區塊」的3階段策略。第一階段示範獎勵是確認離岸風電在行政、技術及財務的可行性，並且建立示範案例；第二階段潛力場址經審查核配5.5GW容量，將於2025年底前陸續完成設置；第三階段區塊開發將於2026年後每年推動1.5GW的經濟規模量，預計至2035年可共釋出15GW，提供穩定的國內市場需求，帶動本土離岸風電產業發展。第一階段示範獎勵的獲遴選開發商需於2020年完成示範風場建置，海洋風場於2019年完成128MW建置，台電一期則於2021年完成109.2MW。2018年，能源局公布潛力場址獲遴選開發商，核配2021-2024年併網之開發商需自主承諾離岸風電產業關聯方案，促使風力機製造、水下基礎及海事工程暨船舶製造等國內外業者建立合作關係，形成產業供應鏈，並發展我國離岸風電產業核心製造能量。期盼我國廠商能加入國際供應鏈，未來能以臺灣成功經驗進軍亞洲市場。海能、允能一期風場依遴選核配結果應於2020年完成建置，故毋需承諾產業關聯方案，惟受疫情影響均延至今年方能完成建置。而彰芳一期、沃旭大彰化東南及西南風場、允能二期風場依遴選核配結果應於2021年完工，也因疫情及國產化學習曲線較長影響，延至今年方能完成建置。後續在2024年需併網的風場，如西島、台電二期、中能、海龍2A則需落實更多在地化產品，而原物料及運費上漲等因素影響也將制約風場的建置時程。
針對第三階段區塊開發，經濟部於2021年8月19日發布「離岸風力發電區塊開發容量分配作業要點」，從2026年到2035年共釋出15 GW容量，2035年我國離岸風電能源設置量可達20.6GW，如圖3所示。區塊開發階段從2026年到2031年分3期釋出共9 GW辦理選商，各期將以「履約能力審查」及「競比作業」兩階段方式進行，先以技術能力、財務能力及產業關聯方案3大項目審查業者履約能力，通過審查的業者才可參與競價作業，後依投標價格高低決定獲選業者，並分配風場併網年度及容量。2021年12月6日，經濟部另公告區塊開發離岸風電產業關聯方案政策，主要延續潛力場址階段在地化發展項目，另規劃加分項目，以鼓勵具產業潛力價值之風力產業上下游供應鏈發展。此方案適用於2026-2027年完工併網之風場，將能有效支持國內在地產業供應鏈的成長，預計可新增產值2,614億元，帶動就業29,450人。
圖3、臺灣離岸風電能源設置容量預測
資料來源：經濟部能源局/自行整理
我國淨零排放目標下，臺灣離岸風電發展之策略思惟
經濟部設定2025年累計容量達5.6GW與 2035年達20.6GW之目標。今年國發會因應2050淨零排放目標，規劃2050年離岸風電設置容量達40~55GW。我國政府希冀透過離岸風電能源的建置，帶動風電產業供應鏈的國產化，促進國內產業的升級發展。然近年來因疫情影響施工安裝以及部份風場需承擔較長的國產化學習曲線，導致風場設置進度嚴重落後。以政策面來看，我國政府如同目前全球主要國家，欲藉由風場建置帶動產業發展，希望取得能源、經濟、環境三贏的局面。然卻忽略這黃金三角彼此的牽制力道強勁，如何取得最高能源建置及最大的鐵三角，需權衡其中的利害關係並找到最適的策略作法。
就能源面而言，理應採用先進商業化風力機提升離岸風電能源利用率並降低發電成本，而非受國產化產品制約，影響建置時程及墊高發電成本，此舉將不利未來的綠電供應。就環境面來說，為能提高設置容量，目前規劃的風場80%集中在台中、彰化海域。然每次環評僅審查單一風場，由各開發商進行地質調查及提出環境減輕對策，缺乏整體海域空間規劃與管理，導致各地漁民及環保團體擔憂恐衝擊漁業活動及環境生態而抗議不斷。在經濟面，為拓展國產化供應鏈，開發商需承諾與國內業者合作或要求國際大廠在臺投資設廠，然在地化面臨國內業者無相關經驗，導致學習曲線過長及成本過高的問題。此外，過於強調國產化的能源經濟，亦會面臨誤觸國際貿法規的制裁。如英國政府透過價差合約支持離岸風電發展，近來在第四輪招標中增加在地化要求，滿足的要求者才能申請競標及獲得政府財務支持。然歐盟認為違反WTO協定所應遵循的相關義務，損害歐盟供應商的利益，故今（2022）年3月28日歐盟向WTO提交告訴書。
在我國淨零排放目標下，就離岸風電發展面臨上述黃金三角的問題，提出後續區塊開發階段可思考的策略方向：
- 離岸風場招標規範以風場建置即時性、穩定供電為主，可透過再生能源憑證，針對採用國產化之離岸風電予以加乘權重
為有利我國能達淨零排放目標，離岸風場商轉的時程愈早愈好且需能穩定供電。建議政府在離岸風場的招標規範中，以風場建置時程即時性、穩定供電為主，在地經濟效益為輔的方式進行優化。採用先進商業化風力機，不僅能提升離岸風電能源效率，也能展現離岸風電的價格競爭力。同步檢視是否需簡化申設的流程，以加速風場建置，並確保產業鏈可持續發展。為擴大離岸風電能源帶動在地產業的經濟效益，未來在再生能源憑證發行和交易市場運行的規範中，針對有綠電需求之企業，如購電來自國產化產品之離岸風電，其憑證的價格或張數可予以加權，倘若該國產化產品又屬政府研發成果，則可再增加權重。
- 強化海域資源空間的規劃與管理，建立離岸風場溝通平台
未來我國西海岸將風力機林立，但環評審查一次只看一個風場，難以評斷對整體環境的影響，且目前離岸風電建置所需的海纜、陸纜也尚未整合。建議政府應強化海域空間規劃與管理，建立整個風場的溝通平台，統一由單一部會進行協調，整體評估海域施工造成的衝擊與各開發商提出的減輕對策是否得宜。
結語
就目前全球離岸風電產業發展趨勢來看，未來離岸風場競標將不只比價，亦須符合在地化、電能轉換新能源應用、生態保護及永續發展等四大要素。短期內的物價通膨將使業界競爭更加白熱化，為避免原物料價格上漲造成利益損失，業者需強化大宗商品的風險控管能力。國際標竿大廠已開始善用藍湖策略，透過發展智慧化科技與數位決策、創新營運模式來超越藍紅海循環，以期居於國際領導地位。
我國在政府產業關聯方案政策的帶動下，已形成離岸風電產業聚落，業者可在現有產品製程中納入智慧化科技進行加值。另隨著國際離岸風力機系統商及海事工程業者陸續公開淨零排放規劃與時程，業者亦需洞察其對各階層供應鏈的要求，盡早投入研發及布局相關產能，以利切入下世代的供應鏈。我國葉片複材商上緯公司即推出「EzCiclo易可收」環氧樹脂，經過「CleaVER可立解」裂解液技術，可將樹脂、纖維和聚物降解回收處理。另已在我國設廠之韓國CS WIND，今年則與浦項鋼鐵簽署Greenable Wind塔架用鋼品牌合作協議，浦項今年將供應CS WIND全球約16萬噸環保型厚板用鋼，並提供塔架結構分析及銲接優化解決方案。目前，在地化雖已成為各後進國家推動離岸風電的主要政策之一，而各國在符合WTO規範下採取不同的作法，但我國仍需關注歐盟就英國離岸風電補貼案向WTO提交告訴案之發展，以利未來進行相關因應。
目前政府雖已公告適用於2026-2027年併網風場之區塊開發政策，惟仍面臨能源、經濟、環境難三全的局面，不利我國達成淨零排放目標。建議在未來下一期程的離岸風場招標規範中，能以風場建置時程的即時性、穩定供電為主，可再透過再生能源憑證，針對採用國產化之離岸風電予以加乘權重，強化在地化經濟效益。目前環評僅審查單一風場，缺乏整體海域空間規劃與管理，建議政府應強化海域空間的規劃與管理，建立整個風場的溝通平台，責成單一部會進行協調統合，整體評估海域施工造成的衝擊與各開發商提出的減輕對策是否得宜。政府亦需檢視是否簡化申設的流程，以加速風場建置，以利我國達成淨零排放目標。
- 國家發展委員會（2022）。臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明。檢自https://www.ndc.gov.tw/Content_List.aspx?n=FD76ECBAE77D9811
- Joyce Lee, Feng Zhao (2021).Global Offshore Wind Report 2021. Global Wind Energy Council.
- 經濟部能局（20232）。能源統計月報 再生能源裝（設）置容量。檢自https://www.esist.org.tw/publication/monthly_detail?Id=2e7321193234
- 陳芙靜（2022年4月＿。COP26協定對國際離岸風電供應鏈影響剖析。金屬中心。檢自https://www2.itis.org.tw/NetReport/NetReport_Detail.aspx?rpno=445314627&industry=6&ctgy=25&free=&type=netreport
