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全球風力發電產業現況全球風力發電產業現況、、趨勢及趨勢及台灣之發展機會台灣之發展機會

童遷祥

台灣風能協會副理事長

2008年11月26日

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風力發電發展歷程

全球風力發電市場趨勢

全球風力發電產業現況

台灣風力發電產業發展規劃

簡報大綱

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風力發電發展歷程

全球風力發電市場趨勢

全球風力發電產業現況

台灣風力發電產業發展規劃

簡報大綱

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風力發電成長之路— 從備受歧視到贏得尊重

資料來源︰GH

嘲笑

敵視

合作

環保 能源安全 成本最低

1980

風力發電的訴求

電力業者的態度

2003

2005

2012？

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風力發電投資趨勢

30%

47%

資料來源：Renewables Global Status Report 2007

2007年全球再生能源裝置總投資額達710億美元，其中風力發電佔47%，太陽光電30%。

德國、中國、美國是2007年前三大再生能源裝置投資國，投資額分別為︰德國140億美元、中國120億美元、美國100億美元。

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6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

0

2

4

6

8

10

12太陽光電 風力發電 (太陽光電)GWGW(風力發電)

94GW10.8GW

風力發電累計裝置容量成長趨勢

資料來源：Renewables Global Status Report 2007

0

10

20

30

40

50

60

陸域型風力 離岸型風力 屋頂式PV

美分/kWh

2007年平均發電成本

6.5 10

50

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風力機組持續大型化，但速度趨緩

資料來源：工研院

2008

未來將存在四大類產品市場︰•離岸型風力機(>5MW)•大型陸域型風力機(3~5MW)•1~2MW風力機•小型風力機(

8

技術創新將不斷克服現有挑戰

資料來源：Enercon； Fuhrlander

Fuhrlander FL2500Enercon E-126

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風力發電發展歷程

全球風力發電市場趨勢

全球風力發電產業現況

台灣風力發電產業發展規劃

簡報大綱

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全球市場持續快速成長

2007年全球新增裝置容量19,791MW，累計裝置容量94,005MW，2002~2007年平均成長率24%。

2007年全球風力發電市場規模約400億美元，2008年預計成長至560億美元；除裝置容量成長外，原物料價格上漲和供不應求導致的產品單價提升也是市場規模成長的主要原因。

美國、中國大陸、西班牙是2007年全球市場成長的主要動力。

資料來源︰BTM

7,227 8,344 8,15411,542

15,01619,791

26,565

32,295

39,455

44,835

50,785

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008(F) 2009(F) 2010(F) 2011(F) 2012(F)

0

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

300,000

350,000新增裝置容量 累計裝置容量

MW MW

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歐洲動能不減，美洲、亞太跟進

資料來源︰BTM

註︰亞太包括東亞、南亞、澳洲、紐西蘭；其他地區包括非洲、中東、俄羅斯、以及其他前蘇聯國家

美洲

2012年14,600MW

2007年5,815MW

'07-'12年成長率:20.2%

歐洲

2012年18,825MW

2007年8,285MW

'07-'12年成長率:17.8%

亞太

2012年15,600MW

2007年5,607MW

'07-'12年成長率：22.7%

其他地區

2012年1,760MW

2007年86MW

'07-'12年成長率：82.9%

新增裝置容量

亞太

18%

其他

1%美洲

21%

歐洲

60%

2007全球累計裝置容量94,005MW

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美國、中國大陸、西班牙貢獻60%新市場

資料來源︰BTM

美國是2007年新增裝置容量最大的市場，德國是累計裝置容量最大的市場。

2007年丹麥累計裝置容量3,088MW，高於義大利，但新增裝置容量為零。 預計2008~2012五年合計新增裝置容量︰美國43,500MW、中國

36,500MW、印度15,000MW、西班牙11,500MW、德國10,100MW。

16,879

5,875

14,714

22,277

7,845

2,471 2,721 2,150 2,394 1,845434603888

1,6171,6673,1003,287

5,244

427 386

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

美國 中國 西班牙 德國 印度 法國 義大利 葡萄牙 英國 加拿大

2007新增裝置容量 2007累計裝置容量MW ’07 vs.‘06成長率︰•中國 146%•美國 113%•西班牙 95%

全球前十大市場

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離岸風力發電蓄勢待發

資料來源︰BTM；工研院IEK(2008/09)

2000年以前的離岸風場都是實驗型風場；目前所有營運中的離岸風場均位於歐洲。

預計至2012年，離岸風力發電累計裝置容量將達到8,155MW，佔風力發電總裝置容量比重4.7%。

英國、丹麥、德國是離岸風力發電的主要市場。

96 183250.8

60 90198 200

344

1,157

1,825

2,380

1,372

0

500

1000

1500

2000

2500

91~'01 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008(F) 2009(F) 2010(F) 2011(F) 2012(F)

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000新增裝置容量 累計裝置容量

MWMW

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008(F) 2009(F) 2010(F) 2011(F) 2012(F)

新增陸域容量 新增離岸容量

MW

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歐洲各國離岸風電開發規劃

資料來源︰BTM

MW 91~'01 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008(F) 2009(F) 2010(F) 2011(F) 2012(F) 合計丹麥 50 183 165.6 224 200 400 1,223芬蘭 108 15 123愛爾蘭 25.2 25荷蘭 18.8 120 139瑞典 23 110 15 150 300 598英國 4 60 60 90 90 90 194 768 1,245 250 1,480 4,331德國 60 452 512法國 105 105比利時 330 330

合計 96 183 250.8 60 90 198 200 344 1,157 1,775 852 2,180 7,386

Foundation Project

Airtricity Supergrid Project 愛爾蘭開發商Airtricity規劃推動跨歐盟超級電網(Supergrid) ，以高壓直流輸電系統串接歐盟各海域(北海、波羅的海、大西洋、地中海)離岸型風場，彼此互補，使歐盟離岸風力發電不再受地區和天候限制，可以長期穩定地供電；

第一期Foundation Project將推動連接英國、德國、荷蘭間離岸風場。

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汰舊換新 — 啟動另一輪市場商機

資料來源︰DEWI

德國陸域風力發電安裝量成長率已降低，但離岸安裝量和陸域汰舊換新安裝量將成長，延續市場成長動力。

早期風力機單機容量小、效率較差，將以單機容量較大、發電效率更高的新機組逐漸汰換。

除德國外，歐洲其他國家、印度、美國、中國也將陸續出現汰舊換新市場。

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2007年風力發電貢獻全球1%發電量

資料來源︰BTM；IEA

年 風力發電量所有能源發電量風電滲透率

1996 12.23 13,613 0.09%1997 15.39 13,949 0.11%1998 21.25 14,340 0.15%1999 23.18 14,741 0.16%2000 37.3 15,153 0.25%2001 50.27 15,577 0.32%2002 64.81 16,233 0.40%2003 82.24 16,671 0.49%2004 96.5 17,408 0.55%2005 120.72 17,982 0.67%2006 152.35 18,576 0.82%2007 194.16 19,189 1.01%

2012(F) 605.4 22,571 2.68%

2007年丹麥風力發電量已超過全國電力消費之20%，西班牙為9%，德國7.6%，歐洲整體3.7%。

2007年3月，歐盟提出2020年再生能源佔其能源總需求20%比重的目標，風力發電將成為再生能源發電的主力。

單位︰TWh

註︰風力發電量=各國風力發電累計裝置量 ×各國風力發電年平均滿載時數之加總；所有能源發電量出自IEA出版之World Energy Outlook 2007。

地熱

1%

水力發電

32%

風力發電

36%

海洋能

1%生質燃料26%

太陽熱能

1%太陽光電3%

歐盟預測2020年歐洲再生能源發電比重

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經濟衰退，風力發電熱度不退

民間消費需求緊縮，政府更需要擴大支出拉抬經濟；

再生能源仍將是各國政府投入的重點產業；

風力發電較其他再生能源成長更為看好︰

發電成本最具競爭力，政府支出成本相應較低；

主要由大型電力業者投入開發，資金雄厚，受銀行貸款緊縮影響

較小；

中國大陸有可能成為2009年全球最大風力發電市場︰

獨立開發商在美國市場佔據較大比重，易受銀行貸款緊縮影響；

國有電力公司是中國大陸風電開發主力，在明確政策支持下，將

加快開發速度。

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中國大陸風力發電市場成長歷程

資料來源︰GWEC

56 67 98 197496

1,339

3,307

4,400

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

5,000

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008(E)

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

新增裝置容量 累計裝置容量MW MW

風力發電裝置目標︰2010年10GW，2020年30GW；再生能源發電比重目標︰2010年水力以外之再生能源發電佔總發電量比重1%，

2020年佔3%；針對電力業者之規定︰裝置容量>5GW的電力業者，2010年水力以外之再生能源需佔其總裝置容量3%，2020年佔8%。

截至2008年6月底，總裝置容量達7.9GW；其中2008上半年裝置容量2GW，較2007年同期成長113%。

「可再生能源法」正式實施

公佈「可再生能源中長期發展規劃」

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新能源經濟— 美國新總統首要目標

Obama: ‘there is no better potential driver that pervades all aspects of our economy than a new energy economy … That’s going to be my No. 1 priority when I get into office.’

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風力發電發展歷程

全球風力發電市場趨勢

全球風力發電產業現況

台灣風力發電產業發展規劃

簡報大綱

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風力發電產業鏈

資料來源︰工研院

風力機製造 風場開發風場開發關鍵零組件 風力機製造

葉片

齒輪箱

控制系統

發電機

電力轉換器

LM, Tecsis, etc.

Hansen, Winergy, Bosch, Rexroth, etc.

ABB, Elin, WeierLeroySomer, etc.

Mita Technic, KK Electronics, etc.

ABB, Converteam, AMSC, etc.

Vestas, Siemens Wind (原Bonus)丹麥

德國Enercon, Repower, Nordex, Fuhrlander, DeWind, Multibrid

西班牙Gamesa, Acciona, Ecotecnia

美國 GE Wind, Clipper

印度

日本

中國

Suzlon

三菱重工

金風、華銳等

電力公司

獨立開發商

Iberdrola(西),

FPL(美),

EDP(葡), 龍源(中),

Eurus(日), NRG(美),

EDF(法), E.ON(德),

etc.

Babcock Brown(澳),

Cielo(美),

WKN Windkraft

Nord(德),

Airtricity(愛), etc.

芬蘭 WinWind

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2007年全球前十大風力機業者

資料來源︰BTM

29,508

12,979 13,306 13,770

4,7247,002

3,886

746

11,269

2,076671676830873

1,3972,0822,7693,0473,283

4,503

1,4571,671

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

Vestas GE Gamesa Enercon Suzlon Siemens Acciona 金風 Nordex 華銳 其他

2007年供貨量 累計供貨量MW

Vestas21%

GE15%

Gamesa14%

Enercon12%

其他

9%華銳3%Nordex

3%

Acciona4%

金風4%

Siemens6%

Suzlon9%

2007年市佔率

2006年前十大業者市佔率合計95.7%，2007年下降至90.7%；Vestas、Gamesa、Enercon、Siemens市佔率被其他業者侵蝕。

2006年第十大業者REpower被華銳擠出2007年前十大排名。 中國大陸市場快速擴張，在當地政府扶持本地產業的做法下，東方汽輪機、浙江運達未來均可能進入前十大，其他大型業者市佔率會繼續降低。

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前十大風力機業者國際化程度

資料來源︰BTM

GE Wind

Acciona

本國市場 區域市場 全球市場

5%

10%

15%

20%

25%

5 10 15

金風

華銳

Nordex

Siemens Wind

Suzlon

Gamesa Enercon

Vestas

業者 外銷比例Vestas 99.8%GE 19.7%Gamesa 51.3%Enercon 69.7%Suzlon 51.2%Siemens 100.0%Acciona 47.4%金風 0.0%Nordex 88.2%華銳 0.0%

進入的國家數目(裝置容量>50MW之國家)

市佔率

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2007年全球前十大市場之主力品牌

資料來源︰BTM

GE

金風

Gamesa

Enercon

Suzlon

Nordex

Vestas

Enercon

Siemens

Enercon

Vestas

華銳

Vestas

Vestas

Enercon

Enercon

Gamesa

Suzlon

Nordex

Vestas

Siemens

Gamesa

Acciona

REpower

Vestas

REpower

Enercon

Nordex

Vestas

GE

Others

Others

Others

Others

Others

Others

Others

Others

Others

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

美國

中國

西班牙

德國

印度

法國

義大利

葡萄牙

英國

加拿大

市

場

規

模

小

大Vestas

22%

Zephyros11%

Enercon54%

Gamesa3%

GE10%

註︰以2008年底累計裝置容量394.4MW計算

台灣市場佔有率

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2007年全球主要市場之平均單機容量

資料來源︰BTM

2,049

1,879

1,670

1,669

1,648

1,079

986

850

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500

英國

德國

瑞典

美國

西班牙

中國

印度

丹麥

kW

0-749kW1%≥

25015%

1000-1500kW33%1501-2500kW

48%

750-999kW13%

全球市場

REpowerGamesaGamesaEnercon3

SiemensEnerconSuzlonVestas RRB2

VestasVestasGE WindSuzlon1

>2500kW1501-2500kW750-1500kW

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垂直整合為風力機業者近年趨勢

資料來源︰BTM

註︰●表示目前情形；○表示過去情形；◎表示目前情形，但未來幾年可能會變化；☉表示未來幾年的可能發展方向。

●華銳

⊙◎→Nordex

●金風

●Acciona

●Siemens Wind

⊙◎→○Suzlon

●Enercon

⊙◎→Gamesa

●○GE Wind

●Vestas

完全自製自製關鍵零組件外購所有零組件風力機業者

●華銳

⊙◎→Nordex

●金風

●Acciona

●Siemens Wind

⊙◎→○Suzlon

●Enercon

⊙◎→Gamesa

●○GE Wind

●Vestas

完全自製自製關鍵零組件外購所有零組件風力機業者

近年來垂直整合型併購︰ 2001年，GE Wind併購荷蘭葉片供應商Aerpac；Gamesa併購齒輪箱供應商Echesa；

2004年，Gamesa併購發電機供應商Cantary Reinose；Siemens Wind併購齒輪箱供應商Winergy；

2005年，Vestas併購發電機供應商Weier； 2006年，Suzlon併購齒輪箱供應商Hansen Transmissions。

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陸域型風力機零組件缺貨已緩解

資料來源︰BTM主要供應商

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製造商 GE Wind Siemens Vestas REpower Multibrid Enercon BARD Nordex

型號 3.6s 3.6 MW V120 5M M5000 E112/E122 VM 5 MW Offshore

額定輸出[kW] 3600 3600 4500 5000 5000 4500/6000 5200 5000

增速齒輪箱 三階式 三階式 三階式 三階式 單階式 毋需 三階式 不詳

發電機雙饋式感應

發電機

鼠籠式

感應發電機

雙饋式感應

發電機

雙饋式感應

發電機

永磁式同步

發電機

直流激磁式

同步發電機

雙饋式感應

發電機不詳

葉輪直徑[m] 104 107 120 126 116 114/126 122 不詳

塔頂質量

(機艙+葉輪)[ton]295 215 210 410 310 500 375 不詳

額定風速[m/s] 13 12-13 12 12 12 12 12 不詳

3~5MW將是近期離岸風力發電主力機型

資料來源︰BTM；Douglas Westwood

產品類型 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 合計(MW) 比重Vestas 2MW 160 60 60 120 400 16.1%Siemens 2.3MW 23 165.6 110 224 522.6 21.1%GE 3.6MW 25.2 25.2 1.0%Vestas 3MW 90 198 480 768 30.9%Siemens 3.6MW 90 194.4 277 561.4 22.6%Repower 5MW 30 30 60 2.4%Multibrid 5MW 145 145 5.8%合計(MW) 183 250.8 60 90 198 200 344.4 1156 2482.2 100%

已運行或建設中之離岸風場使用風力機類型

應用於離岸風力發電之大型風力機

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離岸風力機存在嚴峻供貨瓶頸

資料來源︰Carbon Trust, UK；工研院

歐盟提出大量開發離岸風力發電的目標，美國和亞洲也跟進；

目前僅有Vestas和Siemens具備較成熟的離岸風力發電經驗；

5MW風力機尚未實現量產； 進行離岸施工的大型工程船隻數量極為有限；

陸域型風力發電仍快速成長，業者無暇顧及離岸型市場。

?

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風力發電發展歷程

全球風力發電市場趨勢

全球風力發電產業現況

台灣風力發電產業發展規劃

簡報大綱

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台灣風能資源稟賦

台北縣往南至彰化縣，陸域滿發時數為2800-3200小時

雲林嘉義台南屬於次佳風場，陸域滿發時數為2400-3000小時

東北季風受到地形影響，風力沒有中北部大，陸域滿發

時數為1800-2400小時 屏東縣至墾丁一帶由於落山風因素，陸域滿發時數大於2500小時

澎湖陸域滿發時數為3300-3900小時

台灣東部因地震與颱風因素尚未進行安全評估分析，目前風電投資業者仍在觀望中

資料來源：工研院

台灣風能資源豐富，初估可裝置容量4,800MW以上(陸域1,600MW，海域3,200MW)

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台灣風力發電開發現況及裝置目標

資料來源︰經濟部能源局

93.9

12.5

187.7

281.6

112.88491.2

394.4

103.7

050

100150200250300350400450

2000~2004 2005 2006 2007 2008(E)

年裝置量 累計裝置量MW

裝置量目標︰ 2010年，980MW 2012年，1,060MW 2015年，1,480MW 2025年，3,000MW

離岸風場開發納入規劃︰ 2007年9月，經濟部核準「第一階段設置離岸式風力發電場方案」，第一期規劃開放300MW。

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台灣風力發電產業發展目標

資料來源︰工研院

零組件(Key Components R&D)

系統整合(System Integration R&D)

離岸風場建置(Offshore Wind

Farm Construction)

wind-turbine

controller

wind-turbine

controller

doubly-fedInduction generator

+dv/dtfilter

rotor sideconverter

grid sideconverter

linefilter

ConverterControl

unit (CCU)

back-to-back 4Qpower converter

set-up

hub

blade

MPPT

促進國際合作研發離岸技術推動國內相關產業及研究機構間之跨領域合作計畫

推動關鍵元件技術開發Control(控制系統), Converter(電力轉換器), Gearbox(齒輪箱), Blade(葉片)等

推動國際合作與產業策略聯盟，發展系統整合技術，切入國際市場

運用政府標案，納入以國產化為目標之工業合作計畫(ICP)政策

發展關鍵元件技術

發展系統整合技術

發展離岸型風場建置技術

技術發展策略：從元件到系統從關鍵元件切入，進而促成國內成立主系統廠，協助發展系統整合技術，帶動國內零組件業發展。

政策推動策略：由陸到海、先淺後深由陸域型切入，再進入離岸型；離岸風場開發，先發展淺海(水深20m以內)再發展深海

(大於20m深) 。

近程目標 中程目標 遠程目標

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