台灣離岸風電市場規模到底有多大？

作者 Maxwell Chen | 發布日期 2015 年 07 月 31 日 | 分類 能源科技 , 風力

估計市場規模是一門科學，也是一門藝術，原因在於變數太多，變數與變數之間是相依事件（非獨立事件），且每個變數的數值是時間的函數，每一季可能都有變化。但是，前瞻產業未來的發展，卻需要估計市場規模，因此難度很高。本文嘗試在一個封閉的系統裡，來估計台灣離岸風電的市場規模，希望能夠對市場這樣一個開放系統建立基本的感覺，即使無法很精確的預估數字，但其感覺仍具備參考價值。

影響離岸風電場投資金額的重要參數，一般包括了風機種類（4MW 或 8MW）、風場的離岸距離（distance from shore；公里）、水深（Water depth；公尺）、匯率、風場的大小（MW）等。本文使用的假設模型與數字參考 BVG Associates 與 KIC InnoEnergy 兩家公司共同發表的研究報告「Future renewable energy costs: offshore wind – How technology innovation is anticipated to reduce the cost of energy from European offshore wind farms」。本研究報告發表於 2014 年中，嘗試推估 2025 年歐洲的離岸風電投資成本，並且整理出成本下降的因素與大概的數字。

以固定條件估算資本支出

為了避免高估台灣的離岸風電市場規模，本文使用成本最低的 2025 年的估計數字，嘗試估計兩個分別全部使用 4MW 與 8MW 離岸風機的資本支出。假設兩個風場均離岸 40 公里，平均水深 25 公尺，風場規模為 500MW，1 歐元可換 1.083 美元。由於中國的離岸風機未必能夠進口到台灣，因此本文暫時不考慮使用便宜的中國離岸風機的狀況，如果日後有更準確的情報，再來做說明。

在 BVG Associates & KIC InnoEnergy 的研究報告裡，本文選用 4-A-25 與 8-A-25 兩個風場的成本估計數據，作為後面的數字推估基礎。4-A-25 表示在 2025 年時 A 風場使用 4MW 離岸風機，而 8-A-25 表示在 2025 年時 A 風場使用 8MW 離岸風機。假設的 A 風場離岸 40 公里，平均水深 25 公尺，風場規模為 500MW。數字為歐元計價，我們將在後面的推估當中改為美元計價，以及 US$M/GW 作為單位。

D 風場離岸距離 125 公里，水深 35 公尺，與台灣的環境差距甚大，故不予以採用。根據經濟部能源局所公告的「離岸風力發電規劃場址申請作業要點」，36 個場址，面積介於 20.8-131.1 平方公里，水深介於 1-52.8 公尺，離岸最近距離介於 0.2-62.1 公里，單一場址的裝置容量介於 166-1,311MW（使用 8-10MW/Km2 估計）。總面積 3084.5 平方公里，總裝置容量 27.7605GW（以 9MW/Km2 估計）。

此研究將風場的投資成本分類成為風場開發規劃（Development）、離岸風機（Turbine）、固定式基座（Support Structure）、陣列海底電纜（Array Electrical）、建造與海事工程（Construction）、每年的營運與計畫內的維護（Operations & Planned Maintenance）、每年的計畫之外的維護與其他營運支出（Unplanned Service & Other OPEX）、淨容量因素（Net Capacity Factor，已扣除風機與風場自用電）等。

離岸風機能源與資本資出

離岸風機有許多電子設備需要用電，海上變電所也需要用電、海底電纜（Array Cable & Export Cable）有線路耗損，因此我們會扣除離岸風場的自用電來計算容量因素，這樣的數值稱為淨容量因素。不只是離岸風場，全部的發電廠都有內部用電，這個數字最高可能達 15% 發電量，所以使用毛容量因素（Gross Capacity Factor）對於電網公司來說比較不客觀，也容易讓電力調度產生誤判。

一般來說，離岸風場的投資分成資本支出（CAPEX）與營運支出（OPEX）。資本支出是一次性的支出，風場的壽命平均約 20-25 年，善於管理風機的風場開發商也許還可以增加 3-5 年的壽命，如果不會用的，可能會折壽 7 年。一來一往相差 10-12 年的使用壽命，對於發電成本（Levelized Cost of Electricity，LCoE）產生巨大的影響。財務上，離岸風機的折舊因為各國稅法不同，通常折舊時間介於 10-20 年之間（20-25 年設計壽命估計）。

OPEX 通常用每年來估計，4MW 離岸風機的設計 / 使用壽命為 20 年，8MW 離岸風機的設計 / 使用壽命為 25 年。因此我們估計總投資金額的時候，4MW 風機的 OPEX 會乘以 20 年，8MW 風機則會乘以 25 年。4MW 離岸風機使用 Gearbox 技術，其故障率較高，且維修成本較貴，8MW 則使用先進的 Direct-Drive 技術，所以 8MW 離岸風機的單位 OPEX 會低於 4MW。

（Source：BVG Associates, KIC InnoEnergy，2014）

4MW 風機成本估算

如果使用美元計價，4MW 的 A 位置風場，成本如下：

1. 風場開發規劃 US$109K/MW
2. 離岸風機 US$1,343K/MW
3. 固定式基座 US$631K/MW
4. 陣列海底電纜 US$80K/MW
5. 建造與海事工程 US$485K/MW
6. 營運與計畫內的維護 US$32K/MW-y
7. 計畫之外的維護與其他營運支出 US$60K/MW-y

我們假設台灣在 15 年之內將 27.7605GW 的離岸風電建造完畢，則使用 4MW 風機在 A 風場的狀況下，平均每年的市場規模如下：

1. 風場開發規劃 US$202M
2. 離岸風機 US$2,485M
3. 固定式基座 US$1,169M
4. 陣列海底電纜 US$148M
5. 建造與海事工程 US$898M
6. 營運與計畫內的維護 US$902M
7. 計畫之外的維護與其他營運支出 US$1,654M

如果用 20 年風場壽命來估計各成本的百分比，則總市場規模達 US$124,648M，其中 OPEX 合計佔 41%，離岸風機佔比 30%，第三名是固定式基座佔 14%，第四名才是安裝時的海事工程佔 11%。

8MW 風機成本估算

如果使用美元計價，8MW 的 A 位置風場，成本如下：

1. 風場開發規劃 US$99K/MW
2. 離岸風機 US$1,545K/MW
3. 固定式基座 US$640K/MW
4. 陣列海底電纜 US$74K/MW
5. 建造與海事工程 US$284K/MW
6. 營運與計畫內的維護 US$25K/MW-y
7. 計畫之外的維護與其他營運支出 US$40K/MW-y。

我們假設台灣在 15 年之內將 27.7605GW 的離岸風電建造完畢，則使用 8MW 風機在 A 風場的狀況下，平均每年的市場規模如下：

1. 風場開發規劃 US$182M
2. 離岸風機 US$2,860M
3. 固定式基座 US$1,185M
4. 陣列海底電纜 US$136M
5. 建造與海事工程 US$525M
6. 營運與計畫內的維護 US$691M
7. 計畫之外的維護與其他營運支出 US$1,112M

如果用 25 年風場壽命來估計各成本的百分比，則總市場規模達美金 118,425M，其中 OPEX 合計佔 38%，離岸風機佔比 36%，第三名是固定式基座佔 15%，第四名才是安裝時的海事工程佔 7%。

市場規模逼近 4 兆

在 1：31 的匯率狀況之下，台灣離岸風電的市場規模介於新台幣 3.67-3.86 兆元之間。各項成本的佔比如下：

1. 風場開發規劃 2%
2. 離岸風機 30-36%
3. 固定式基座 14-15%
4. 陣列海底電纜 2%
5. 建造與海事工程 7-11%
6. 營運與計畫內的維護 14-15%
7. 計畫之外的維護與其他營運支出 23-27%

這麼大的市場規模，將吸引國內外產業界的一軍投入相關產業的發展，單位發電成本也將快速下降，長期來看會比核電還要便宜。