台湾风力发电发展趋势分析

什么是风力发电?

风力发电可分为大型风力发电和中小型风力发电。两者一般分为750千瓦以上和750千瓦以下发电量。风力发电装机容量超过750千瓦的风力发电属于大型风力发电。

大型风力发电按安装位置可进一步分为陆上风力发电和海上风力发电。陆上风电的技术门槛相对较低，发电成本相对较低。它是主流的可再生能源发电技术。新安装的单机发电机组容量约为2~4兆瓦。海上风力发电建在海床上。需要水下基础、海底电缆等辅助设备，必须使用专用作业船进行安装。发电成本大约是陆地风力发电的两到三倍。新安装的主流单机发电能力在6 - 9.5兆瓦之间。

风电行业类别

风力发电产业的结构可以分为制造、服务和发电三个部分。

全球风力发电市场及产业趋势

• 全球风电累计装机容量近600吉瓦;
  2010年以后，风电市场整体从高速增长走向平稳发展，增速从2010年的25%下降到2018年的10%左右。2011年全球累计装机量超过200吉瓦，2013年累计超过300吉瓦，2017年累计超过500吉瓦。预计到2019年底，累计装机量将超过600GW。
• 欧洲竞争加剧;海上风电开发商探索新兴市场机遇:
  2010年以后，欧洲海上风电市场逐渐成熟，竞争加剧。一些开发商已经开始在欧洲以外寻找机会。与此同时，亚洲国家和美国对海上风电的应用表现出兴趣，成为下一波发展的重点。

亚洲新增海上风电装机容量的来源仍以中国为主，但2020年后，台湾、印度、日本和韩国将加入大规模海上风电开发的行列，为亚洲新增装机做出很大贡献。台湾已经分配了5.5吉瓦的购电和并网权，以实现到2025年可再生能源电力供应20%的目标。印度在2018年年中宣布了到2022年达到5gw的设备产能目标，到2030年达到30gw的设备产能目标，并征求了全球开发商在印度投资的意向。

台湾风力发电现状

台湾能源短缺。中国90%以上的能源依赖进口，对化石能源的依赖程度较高。化石能源造成的环境污染也困扰着各发电厂所在的地方政府。在核电站关闭后，这种情况变得更加严重。它已经成为一个全国性的空气污染讨论话题。然而，针对联合国气候变化框架公约通过的《巴黎协定》等有关温室气体减排的规定，台湾作为高科技发展国家地球村的一员，也在思考温室气体减排的对策。

台湾能源政策的核心价值，目前正朝向能源安全、绿色经济、环境永续、社会公平四大范畴的平衡发展，以推动台湾能源的永续发展。

目前台湾能源政策的重要指标是，预计到2025年将达到非核能发电的目标。到2025年，可再生能源发电量将占全国总发电量的20%以上。与太阳能发电和风力发电相比，可再生能源发电效率更高。经济规模和太阳能发电面临着发电效率、获得土地困难、批量购买价格降低等问题，因此目前太阳能发电系统的建设需求逐渐放缓。然而，由于海上风力发电设备的发展，风力发电逐渐成为可再生能源扩张的重要组成部分。随着国际各大风机厂商纷纷进入台湾海上风电市场，台湾已成为亚洲海上风电发展的焦点。

风力发电关键部件开发技术及分析:风力发电目前主要分为陆基和海上风力发电。陆基风力涡轮机主要建在陆地上。台湾目前的陆基风力涡轮机集中在桃园、台中和彰化。海上风力发电机主要利用海上风电场的特殊性。因此，海上风电设备安装的功率或型号要大于陆上风电机组。同时对产品的可靠性，以及对技术质量的要求也相对较高，海上风电装机主要有Near Shore、Off Shore和Remote offshore三种。其区别分为离岸距离、海底深度等。例如水深小于5米称为近岸，5-20米称为近海，20米以上称为远岸。水深也会影响诸如机组规划、基地选择、船舶维护、运行可靠性和投资回报等因素。未来，台湾的海上风力发电机将集中在长滨和澎湖附近海域，主要取决于风力强度和海岸条件等风场优势。

海上风力发电特点及优缺点分析

海上风电优势:

• 具有发展的经济规模:
  海上风力发电可以利用面积大、区块完整的方式进行开发规划。它具有一定的经济开发规模，足以吸引风电场开发商投资开发。此外，海上风电具有风速大、风切变小的优点。海面非常光滑，摩擦力很小。高塔的风力机可以达到更大的风速，风速稳定，风向变化小，风切变效应(即风速随高度的变化)也较小。在这些条件下，风力涡轮机可以产生更高的发电量，风力涡轮机组件的成本可以降低。
• 风电功率高，投资回报快;
  海上风电机组具有湍流度低、海上风湍流强度小、主导风向稳定、机组疲劳载荷小、风机寿命长等特点。海上风力发电场可以建造单机容量更大的风力涡轮机。单个机组可产生5-10MW。由于噪声要求较低，因此可以使用具有更高转速的发电机获得更高的能量输出，从而提供更好的电压匹配。

海上风电的缺点:

• 初期建设成本高:
  海上风力发电机组需要打桩建立海上基础，施工技术难度较大。由于机组大于5-10MW，单台机组成本昂贵。使用海底电缆进行连接、布线建设和材料成本也高于陆地建设。因此，如果不与岸上更大的电网协调，将需要额外的线路和输变电设施投资，这将增加大量的建设成本。海上风电场一般平均风速高，施工和吊装时间有限，施工周期长，难度高，风险高。
• 维护成本高:
  由于海上风力发电机安装地点往往离陆地有一段距离，人们很难进入。它经常需要直升机、船只和专业的维修工程师进行维护。维护成本相对较高。如果在风力涡轮机发生故障时没有直升机或船只，或技术支持人员可用，则造成的停机时间将很长。维修时间将难以把握，并可能造成长时间停电，降低利用率。

抓住绿色电子商务发展的机遇

鉴于到2020年全球风电市场规模将超过1000亿美元，海上风电将成为各国发展的支柱，建议有意投资风电产业和发展的人士应提前做好准备，建立设计和生产能力。在欧洲国家，海上风力发电技术的发展起步较晚，但机会仍然给那些已经做好准备的人。政府在大力推进绿色能源目标的同时，应参考国际组织和各国政府在能源管理和可再生能源技术方面的发展趋势，以应对国际上可再生能源技术和趋势的发展。

为实现2025年能源政策的重要无核目标，应优先发展绿色电力，协助风电场开发商引进先进的风力发电机组和技术，开放逆风电场培训和技术积累。发展组件和维修技术，逐步建立台湾风电产业的技术能力。过分强调技术转让和本地采购比例的要求，可能会减缓台湾国内风电产业的发展。

由于海上风电组件往往规模较大，台湾产业链的设备和制造能力可能无法赶上国外技术。国产化的目标是为台湾国内的金属部件、水下基础设施、海洋工程和维修服务。技术管理等，可能会有更多的发展机会。