一、全球發展趨勢
隨著全球離岸風電產業規模的擴大，2020年全球離岸風場之均化能源成本（Levelized Cost of Energy, LCOE）約莫95美元/兆瓦(MW)，較2019年平均下降16%；預估2050年落在38美元/兆瓦(MW)至48美元/兆瓦(MW)區間。整體離岸風力發電成本下降因素包含風力機技術創新與優化、部分國家離岸風場建置採競標機制，市場競爭加劇。
離岸風力機零組件種類繁多，包含：塔架（Tower）、風力機葉片（Blade）、輪轂鑄件、發電機、齒輪箱、功率轉換系統、電力系統（變壓器、配電盤、不斷電系統、電纜線）、扣件、鼻錐罩及機艙罩等製造，而將這些零組件系統性的組裝完成即為完整的離岸風力發電機組。
國外標竿製造商不僅在產品早期設計與生產規劃階段，設置設計製造中心或是開發產品設計軟體；在產品製造過程中，藉助機械手臂、全自動切割機、繞線機、臥式螺旋鋪設機、全自動真空灌注機等智慧化設備，並且強化產品測試與驗證的重要性；生產工廠內積極導入智慧化工廠管理方法，使其能夠充分掌握生產排程以及成本管控效率。例如：塔架製造商丹麥WELCON與南韓CS WIND皆採用智慧捲板設備以因應塔架鋼板材料厚度增加之趨勢。葉片製造商美國LM WIND POWER於歐、亞與美洲皆設置葉片測試、驗證與設計製造中心，並且所有出廠葉片均附證書、NDT結果以及載明原材料編號，主要為了因應風力機葉片大型化趨勢。變壓器大廠日本HITACHI
ABB採用ABB AbilityTM製造營運管理系統，整合製程中人員、設備及IT/OT系統，藉由可視化介面隨時掌握生產狀況。配電盤製造商日本三菱電機開發出AI診斷技術，不僅減少設備停機提高產線生產效率，還能精確估算預期生產效率變化，據此調整既有生產線計畫。丹麥輪轂鑄件大廠The New AH Industries擁有高性能切割和後處理製程中心，內部產品文件資料完整並具可追溯性。電纜線大廠南韓LS Cable & System與英國JDR Systems的生產工廠皆配備大規模生產、保管、運輸超高壓電纜的大型臥式螺旋鋪設機、垂直鋪設機、高架起重機以及轉車台。國際螺栓連接解決方案廠商德ITH
Bolting Technology開發風電專用的免維護智慧型創新扣件並搭配數位工具可連結至客戶雲端伺服器。
二、臺灣產業現況
2018年經濟部工業局揭示「離岸風力發電產業政策」及「離岸風力發電產業關聯執行方案計畫書架構說明」，將我國離岸風電產業發展項目針對水下基礎、陸上電力設施、風力機零組件(塔架、葉片、發電機…等15項)、海事工程船舶製造等項目，分前置期(2021年~2022年)、第一階段（2023年）及第二階段(2024年~2025年)三階段，穩健有序建立在地化供應鏈。
圖1 我國離岸風電發展項目與期程
資料來源：經濟部工業局
國內主要業者有：金豐機器(塔架)、天力離岸(葉片)、華城電機(變壓器)、士林電機(配電盤)、永冠能源(輪轂鑄件)、華新麗華(電纜線)以及恒耀工業(扣件)。
金豐機器技轉自南韓CS WIND，剛涉入風電領域，以取得認證以及接單為首要目標，在產線智慧化方面係採用半自動化銲接十字臂完成塔架銲接。
天力離岸技轉自丹麥Vestas，係初涉入風電領域，由於風力機葉片製程多仰賴人工，較少設備自動化或智慧化需求，因此目前以提升葉片良率、建構完整之製程設備參數資料庫以及完善廠內自動化生產管理系統為優先目標，產線設備有丹麥AB Inventech的切割機與繞線機、德國HEDRICH的全自動真空灌注機等。
華城電機是以工業4.0概念為基礎，以智慧化附件升級變壓器，並以物聯網平台串接資料庫，打造出智慧變壓器物聯網系統，該系統具備整合變壓器監測、維護保養、歷史資料庫、智慧診斷平台之功能。士林電機主要是購買國內外原料與半成品後，在國內進行風力機配電盤組裝作業，部份製程複雜且規格客製化，雖使用銅箔繞線設備生產，但部分仍採人工組裝方式生產。工廠內有可視化數據監控系統，可隨時監控生產排程、進度、原物料與工單等資料數位化資料。恒耀工業採用ABB機器手臂組成自動化生產系統，另結合定位感應器及控制系統，開發大尺寸扣件自動化熱鍛生產系統。
表1 臺灣離岸風力機零組件廠商
資料來源：經濟部工業局
三、結語
國內受限於起步時間較晚、高品質要求以及高度產業投資風險，因此初期並不急著投入大筆資金建置全新自動化生產線，反而選擇與國外標竿業者合作，進行技術轉移，以符合業主的要求；此外，也採購國外標竿業者多數使用的關鍵製程設備來進行生產。
針對國內產製離岸風力機零組件所不足的相關技術或經驗參數，礙於市場競爭、時間急迫，建議未來應建構跨產業聯盟技術整合，相關業者可藉此拓展自身能力。例如：與國內工具機公會合作，引進國內工具機業者進入離岸風電產業，藉由跨產業合作交流，加速建立我國離岸風電智慧化設備發展基石。另外，協助離岸風電產業數位轉型，因應產品屬性、產業特性不同，聚焦在關鍵項目提供業者適宜的輔導策略。針對國內離岸風電業者短期技術無法突破之項目，採取截長補短之策略，以國際合作方式進行，以求快速提升自身技術競爭力。
圖2 臺灣離岸風電產業地圖
資料來源：經濟部工業局