海上超大离岸风机发展概况

　　海面上的超大型离岸风机，是抵御气候变迁和提高能源自主的玛利亚之墙吗?
　　本文由第二期能源国家型科技计划(NEP-II)能源政策之桥接及沟通小组赞助，泛科学策划执行。
　　从千年前的风车磨坊，到今日海边偶尔可见的风力发电机。使用风力是个历史悠久且成熟的能量来源。而因应气候变迁的减碳需求，风力发电在发电过程中不排碳;建置完成后，又能自给自足不需仰赖进口，能降低国家对外的能源依赖程度。在未来几年内，风力发电必然是个需要积极开发的能源选项。
　　然而，风力发电因为利用风的能量，除了会有因风速影响而有不稳定的问题外，单一风机的功率也不高，需要建置多架风机才能对全国或较大区域的用电量有所帮助。
　　伫立海中的超大型风车
　　离岸风机原理很直观，实作略麻烦。目前的技术是利用深度在60m以内的海床，在海床上打入海底基桩，并在基桩上架设风机。同时也铺设海底电缆，并视状况来架设海上变电站与气象观测塔，最后将电缆连接回陆上变电站，并入陆上电网。
　　由于设置于海域上，对于空间需求与邻避效应的压力大大降低，因此可以兴建更大的风扇来取得更多电力，也可以增加兴建高度以避开受到地面磨擦力而减弱的气流。就VestasV164风力发电机来说，他的风扇直径长达164公尺，单一叶片的长度，就与A380客机的翼宽79.8公尺接近，国际能源总署(IEA)更预估在2020年时，风机的直径将发展至252公尺。
　　从离岸风机的开发架设流程来看，开发单位首先须针对可能开发的地点，进行1-5年的开发前调查，此阶段的调查需要研究当地的风能状况、地震与台风等自然条件，评估如鸟类迁徙等生态特色，以及水下噪音、施工质量等环境影响;以及因地制宜寻找或设计适宜技术与设备。
　　当评估可行后，再进行为期1-2年的海床基桩、海底电缆铺设、风机与变电站安装施工。安装完成后的风机，还须持续提供如同汽车定期保养的「运维工程」，预计这些风机至少可使用20年。当然，当使用年限到了之后，这些离岸风机也需除役拆除，或是视情况重建或延役。
　　乐观成长的国际趋势
　　这些技术的进展与产业的成熟，伴随着对环境的重视与经济考虑的投资。近年来，全球陆域风力或是离岸风力都有着稳定的成长。全球风能理事会(GWEC)预估，2015-2018年间全球风力发电装置容量预计会有12-14%的年成长率[8]。离岸风力在2014年全球也有1713MW的新增装置容量，比起2013年有着24%的成长率。这些近年兴起的离岸风力，主要集中在欧洲与中国。其中排名前三名的英国、丹麦、德国，就占了全球总量的77%。
　　2014各国离岸风机装置容量排行
　　可以从这些名列前茅的国家，找到一些值得学习效法的特点：
　　英国
　　英国是世界上离岸风机装置容量最多的国家。估计在2020年时，离岸风机可提供英国17%的电力供应。他的首要优势来自于英国紧邻北海与大西洋，是欧洲风能潜力最佳的区域，英国贸易投资署(UKTI)预计在2020-2030年间，英国的离岸风机开发潜能将超过40GW。
　　在政策面的支持上，2012年5月，英国政府推出了管制传统石化能源、支持低碳能源的能源法草案[10]。经济层面上，也由政府出面修改电力市场机制、提供财务支持、并说服银行提高融资意愿，并规划绿色投资银行(GreenInvestmentBank)来协助离岸风机业者取得资金。然而英国并没有制造离岸风机机组的产业，但英国本土企业利用过去强势海权而打下的海洋工程基础，在海事施工、海底电缆布缆与制造、整体工程承包监制上都有雄厚的经验与规模作为发展离岸的良好基础。
　　丹麦
　　丹麦是世界离岸风机装置容量排行第二的国家，早在1991年就兴建了世界第一座离岸风场VindebyProject[12]。丹麦也预计在2020年时，风力发电可达到全国50%的电力供应，甚至在2030年时淘汰燃煤与燃油，最终在2050年时，主要利用风力发电、生质能与其他再生能源搭配来达成完全使用再生能源的目标。