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日本離岸風電產業趨勢剖析

2023-11-24

一、日本離岸風電政策
日本政府近年來積極推動離岸風電發展,已訂定離岸風電至2030年達10 GW、2040年達30-45 GW的裝置目標,而日本風能協會(Japan Wind Power Association, JWPA)亦提出至2040年離岸風電國內採購比例達60%的產業發展目標。
為持續推動日本國內離岸風場開發,經濟產業省與國土交通省自2019年7月起,已陸續公布了27處政府認為具有離岸風電發展潛能的海域,如下【表1】(*代表2023年10月新增或調整之區域),並已完成4個指定促進區域(含長崎縣五島市、秋田縣能代市-三種町-男鹿市、秋田縣由利本莊市南北側、千葉縣銚子市)的招標程序,秋田縣八峰町-能代市、長崎縣西海市江島、新潟縣村上市-胎內市、秋田縣男鹿市-潟上市-秋田市等4個區域的招標也已於去年11月展開,而上述風場開發皆需符合《一般海域公募占用制度運用規範》。在招標規範中,日本政府雖無明訂產業在地化之相關要求,但在評分制度中也將「對地區/國內經濟等之影響效果」納入計分(占20分,總計240分),開發商需提供在地新增就業數、新建工廠計畫、促進國內投資金額等,作為評分的參考依據。而去年10月底,日本政府公告了《一般海域公募占用制度運用規範》修訂版,新增單一團隊得標上限1 GW的規定,也調整了評分制度中各項目的配分比重,包含在「事業實施能力」的80分中將「事業計畫的迅速性」(即風場併網時程的先後)獨立出來給予20分的配分,以及將「電力穩定供應」由10分提升為20分等,至於與在地產業發展相關的「地區協調及外溢效應」則維持既有規劃,詳細整理如【表2】。


    資料來源:經濟產業省∕金屬中心MII彙整(2023/10)


    資料來源:經濟產業省∕金屬中心MII彙整(2022/11)

 

二、日本離岸風電產業發展
(一) 水下基礎

日鐵工程有限公司 (日鉄エンジニアリング株式会社)及日鐵鋼構(日鉄鋼構造株式会社)憑藉著過去承製海上油氣平台之經驗,自1999年起便開始經營風力機塔架加工業務,並參與了位於北九州外海的離岸風電示範計畫,負責設計及製造2 MW風力機之水下基礎。目前也已完成北海道石狩離岸風場之水下基礎(8 MW),並正生產響灘離岸風場之水下基礎(9.6 MW)。
另外,2021年7月,日本國內鋼鐵大廠JFE控股公司旗下全資子公司JFE工程宣布,將投資400億日元興建新的離岸風電單樁式水下基礎及轉接段工廠,同時旗下JFE鋼鐵公司亦於同年6月在岡山縣的倉敷廠添購一台產能200萬噸/年的連鑄機,未來可提高該公司對於大型鋼材的供應能力,以供應離岸風電水下基礎用超厚鋼板。前述之單樁式水下基礎及轉接段工廠規劃建於岡山縣笠岡市的JFE鋼鐵西日本製鐵所內,工廠占地約20公頃,年產能約8到10萬噸,預計2024年4月可開始生產。在此完工之單樁式水下基礎將透過海運,直接運往風場進行安裝,而轉接段管節(section)則運至三重縣津市的JFE工程津製作所,以進行二次構件及轉接段平台等的安裝,成品亦可由工廠旁的碼頭直接運至風場,該工廠年產約50座轉接段,預計2024年4月竣工開始生產。


資料來源:JFE工程/金屬中心MII彙整
圖1  JFE工程水下基礎工廠及轉接段組裝廠用地

在浮動式水下基礎方面,日本自2011年即開始投入浮動式風場示範案,而2021年新能源與產業技術綜合開發機構(NEDO)也透過綠色創新基金推動「降低離岸風電成本」計畫,第一期規劃投入100億日元鼓勵業者投入浮動式水下基礎等項目的技術開發,目前已有鹿島建設、日立造船投入半潛式平台技術,JERA、東洋建設等投入張力腿式平台(Tension-Leg Platform, TLP)之技術開發。而日本海洋聯合(Japan Marine United, JMU)也決定於片神市沿海進行為期一年的浮動式平台與繫泊示範實驗,如下【圖2】。
除了浮動式平台外,日本國內業者亦投入繫泊與錨定等供應鏈。浜中製鎖工業的工廠位於姫路市沿岸的白浜町,為該公司鏈條的主要製造地,其產品在日本市占7成,為日本唯一一家製造大型鏈條的公司,可透過公司產品將海上油田鑽井設施等海上結構連接到海床。過去日本經濟產業省和丸紅在福島縣近海安裝的漂浮式風力發電設施即採用了該公司的繫泊鏈。該公司規劃在今年安裝新設備以提高製造能力。另外,主要生產船用錨的鑄鋼製造商清本鉄工也正在開發一種新產品,透過與佐賀縣和東京海洋大學的研究人員合作,推動具有強大錨固力、可用於固定浮動式平台的新型錨的開發。


資料來源:日本海洋聯合∕NHK
圖2  JMU實證研究之浮動式平台

(二) 風力機及其零組件
2021年5月,美國風力機大廠GE Renewable Energy與日本東芝能源(Toshiba)正式宣布簽署合作協議,將共同生產並維護風力機機艙等核心設備。未來GE也將攜手東芝,於橫濱的京濱工廠進行機艙組裝,預計2024年開始生產。為建構日本風力機零組件在地供應鏈,今年也已陸續辦理幾場與在地供應鏈洽談合作內容之公開說明會議。
在產業經濟省的「促進國內供應鏈投資補助金」補助下,風力機系統商Vestas規劃將在長崎縣設立V236-15 MW的離岸風力機機艙組裝廠。然而去年7月中Vestas暫緩了原先預計在日本長崎興建機艙組裝廠的計畫,並撤回政府提供之「促進國內供應鏈投資補助金」申請。而2022年7月底,SGRE則宣布拿下首張日本離岸風電訂單,將供應14台SG 8.0-167 DD風力機予石狩離岸風場(112 MW)。不過在同月中,該公司曾表態因日本政府欲調整公開招標的規則(限制單一投標團隊得標上限為1 GW),因此將暫緩在日本供應離岸風力機。
而在零組件的部分,因過去關東-關西地區曾有大型風力機組裝廠設立於此,故助長了相關風力機零組件廠的發展。以軸承的供應為例,包含了日本精工(NSK)、NTN株式會社以及JTEKT(捷太格特)。而若以複合材料的供應為例,則包含玻璃大廠日本電氣硝子(NEG)及化工集團東麗(Toray)等供應商。另外,在北九州地區亦可觀測到其他風力機零組件商的布局,主要包含石橋製作所(齒輪箱)、安川電機(發電機)、古河電工(電纜線)以及德國ThyssenKrupp日本分公司(大型軸承)等。

 

三、結語
就整體離岸風電政策而言,日本持續公告新增及調整具離岸風電發展潛能之海域,並陸續展開各場域之競標作業,穩健推動該國離岸風電發展。基於2021年底完成的第一次離岸風場招標結果(由三菱商事獲得所有風場開發權),日本政府調整了招標的評分制度以及允許開發商得標的風場容量上限,整體調整方向可看出該國更注重能迅速達成離岸風電建置目標以及未來能穩定供電等議題,對於在地產業的推動則較無著墨。
而在當地產業的發展上,近期仍陸續有國內外廠商進行布局。在水下基礎的部份,因該國過往具承製離岸油氣平台之經驗,且該國海域條件多以深海為主,因此已有固定式水下基礎及浮動式技術布局。而在風力機的部分,日本已有GE及東芝進行合作,在風力機零組件的供應上,則已有相關精密零組件,如發電機、齒輪箱、軸承等具國際供應實績。

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