當您站在臺灣西部的海岸線,眺望那片灰藍色的臺灣海峽時,您可能只看見波濤洶湧的海浪。但在能源專家的眼中,這片海域卻是流動的「金礦」。根據國際工程顧問公司 4C Offshore 的評估,全球風況最好的 20 處離岸風場中,就有 16 處位於臺灣海峽。這條狹長的水道,因地形產生的「狹管效應」,賦予了臺灣得天獨厚的風能資源。

2050 淨零碳排(Net Zero)已成為全球共識的今天,臺灣正處於一場能源轉型的關鍵時刻。我們如何從依賴進口化石燃料,轉身成為綠色能源的科技島?這篇文章將帶您深入解析臺灣離岸風電產業的發展脈絡、獨特的「臺灣模式」,以及國家綠能政策背後的戰略思維。

政策領航──從「非核家園」到「淨零排放」

臺灣的能源轉型並非一時興起,而是一場經過精算的政策長跑。過去,臺灣 98% 的能源依賴進口,這在國家安全上是一個巨大的風險。為了提高能源自主率並減少碳排放,政府確立了綠能發展的核心地位,圍繞著「減煤、增氣、展綠、非核」的主軸進行。我國訂定2050年淨零碳排目標,需求50%60%再生能源;而在這其中,離岸風電(Offshore Wind)因具備大規模開發潛力,被視為基載電力的重要補充。

臺灣的戰略目標不僅是供應內需,更是要成為「亞太離岸風電中心」。臺灣累積的抗颱風、抗地震工程經驗,以及在地化的供應鏈產能,未來將有機會輸出到鄰近國家。為了循序漸進地建立產業,經濟部能源署制定了清晰的三大階段推動策略:

​⬛ 第一階段:示範獎勵(Demonstration) 這是一個「試水溫」的階段。政府選定苗栗竹南外海作為示範場址,促成了臺灣首座離岸風場「海洋風電(Formosa 1)」的誕生(圖1)。這階段證明了:在臺灣蓋風場,技術上是可行的。

1:海洋離岸風力發電場(Formosa 1)位於臺灣苗栗縣竹南鎮龍鳳漁港外海,為臺灣首座正式營運的離岸風力發電場。圖取自維基百科,苗栗縣政府授權。

⬛ 第二階段:潛力場址(Potential Sites) 這是風場的大爆發期。政府開放優良場址,透過「遴選」與「競價」機制,吸引了沃旭(Ørsted)、哥本哈根基礎建設基金(CIP)等國際開發商進駐。此階段不僅追求發電量,更強制要求「產業關聯性」,開發商必須採購一定比例的臺灣製造設備,成功催生了一條完整的本土供應鏈。

⬛ 第三階段:區塊開發(Zonal Development) 從 2026 年至 2035 年,進入大規模商業化開發。這階段將釋出更多海域,且將戰場延伸至深水區,技術難度更高,規模也更宏大。

離岸風機的技術與挑戰

為什麼要將風機蓋在海裡?陸域風機雖然成本較低,但受限於噪音法規與土地取得困難,發展已近飽和。相比之下,海上的風不僅更強勁,而且更穩定(亂流較少),能提供更高的發電效率。現代離岸風機的尺寸令人咋舌。以目前臺灣海峽常見的 8MW(百萬瓦)至 14MW 風機為例,其葉片長度可達 80 100 公尺,旋轉直徑超過兩個足球場大。單支風機只需轉動一圈所發的電,可供應一個普通家庭使用一整天。

在茫茫大海中,風機如何屹立不倒?這取決於「水下基礎(Foundation)」。單樁式(Monopile):就像一根巨大的鋼釘直接打入海床,構造簡單,適合淺海與海床地質單純的區域。套管式(Jacket):類似艾菲爾鐵塔的鋼構骨架,有三隻或四隻腳,結構強固,適合水深較深或海床地質較軟的地方。臺灣西部海床多沖積層,且有土壤液化風險,因此套管式基礎在臺灣應用廣泛。透過世紀鋼、興達海基等本土企業的投入,臺灣現在已有能力生產重達千噸的水下基礎(圖2)。

2:我國現有離岸風機模式,以50m為界,低於50m,採固定式;深逾50m,採半潛浮動式。

離岸風電不僅是蓋風機,更是一場精密的海上作業。臺灣最大的海事工程船「環海翡翠輪(Green Jade)」便是由台船公司製造,這是全球第二大的浮吊船,具備在海上吊裝數千噸重物的能力。這象徵著臺灣在海事工程領域已具備世界級的硬實力(圖3)。

3:我們擁有全球第二大浮吊船,象徵著臺灣在海事工程領域具備世界級的硬實力。

然而,離岸風力發電的發展面對環境與生態的挑戰。臺灣海峽獨有的颱風與地震,是離岸風機與大自然的博弈。臺灣使用的風機必須是「Class T」(颱風級)認證,能承受強烈陣風;水下基礎的設計也必須考量頻繁的地震與海床土壤液化問題。此外,臺灣西海岸是瀕臨絕種的「中華白海豚」的重要棲息地。打樁產生的巨大噪音可能會干擾海豚的聽覺與導航。因此,環評規定開發商必須採用「雙層氣泡幕」等減噪技術,並配置鯨豚觀察員。離岸風場區域與漁場、航道之間的海洋空間爭奪,則需要透過科學數據、明確的海洋空間規劃與多方協商來尋求妥協。

離岸風機的未來發展

2016 年第一支示範風機在竹南外海轉動,到如今數百支風機矗立在臺灣海峽,日夜不停地將海風轉化為潔淨電力,臺灣走過了一段不可思議的旅程。這不僅是能源的替換,更是一場產業結構的革命。

隨著淺海區域逐漸開發殆盡,未來的戰場將移往深海。屆時,風機將不再「插」在海底,而是像船一樣「浮」在海面,透過錨鍊固定。我國浮動式風電技術(Floating Wind)由臺大研究團隊領銜,與船舶中心及台船公司合力研發的「臺大浮台TaidaFloat」,可承載15MW離岸風機容量之浮式平台,獲得美國船級社的原則認可證書,為臺灣在離岸風電浮式風機領域寫下一個新的里程碑(圖4)。

4:臺大領銜成功研發「臺大浮台TaidaFloat」,為我國離岸風電浮式風機樹立了新里程碑。

臺灣能藉由半導體和海洋工程的優勢,結合浮動式離岸風電、浮動式太陽光電、波浪發電於同一海域,共用輸出海底電纜,不僅可增加單位面積發電量並可提高電網韌性及輸出電流穩定。對於海島國家地小人稠的臺灣,期待複合式海域能源計畫整合產學研共同推動。臺灣離岸風電產業的發展,展示了我們如何利用地理優勢,結合政策引導與工業底蘊,在氣候變遷的全球挑戰中,找到屬於自己的生存之道(圖5)。(本期專題策畫/工學院闕蓓德副院長)

5:因地制宜,發展複合式海域能源是臺灣可以發揮的強項。圖為結合浮動式離岸風電、浮動式太陽能光電和波浪發電於同一海域。

參考文獻:

[1]Tong, H.-Y.; Lin, T.-Y.; Chau, S.-W. Normal Operating Performance Study of 15 MW Floating Wind Turbine System Using Semisubmersible Taida Floating Platform in Hsinchu Offshore Area. J. Mar. Sci. Eng. 2023, 11, 457.

[2]臺灣大學工學院簡訊,「臺大浮台」獲美國船級社認可證書 離岸風電再創里程碑,2023.10.23

[3]Nan-You Lu, Po-Yen Tsai, Hsuan-Hao Chao, Tsung-Yueh Lin, Shiu-Wu Chau. Long-term power and mooring fatigue evaluation of a 15-MW semi-submersible floating wind turbine in the Hsinchu offshore area. Ocean Engineering, Volume 341, Part 1, 2025.

[4]Shun-Han Yang, Heng Su, Tsung-Yu Hsiao, Shiu-Wu Chau. Comparison of long-term performance among three semisubmersible floating wind turbine systems. Ocean Engineering, Volume 337, 2025.

[6]旭東環保科技股份有限公司,https://www.srise.com.tw

[7]臺灣國際造船股份有限公司,https://www.csbcnet.com.tw


林宗岳小檔案

現任國立臺灣大學工程科學及海洋工程學系及研究所助理教授,從事海洋工程與船舶工程相關研究。其研究以物理模型試驗方法探索各式海洋工程結構物之性能。近年專注於開發以人工智慧為核心的無人船舶自動駕駛演算法,並利用計算流體力學表現之微觀流場現象,探索新型態的海洋載具。研究團隊主軸為模型水動力試驗,臺大拖航水槽執行海事工程試驗,包活各式船舶、螺旋槳、浮式風機、洋流發電機、水下載具等標的物,驗證數值計算結果。