現代生活離不開電力，臺灣有超過80%的電力仰賴燃煤、天然氣等進口石化燃料，而且能源自給率低，要達成2050淨零碳排的目標，能源轉型勢在必行，政府也制定階段性政策來達成目標。
眾多再生能源中，太陽能、陸域風電和水力發電易受到土地限制，而離岸風電成長最快，在這波能源轉型浪潮中扮演重要角色。今天的探索基礎科學講座，邀請到全球最大海上風電開發商沃旭能源的臺灣專案開發高傳勝總監，分享臺灣離岸風電的發展和挑戰。
沃旭能源的臺灣專案開發高傳勝總監。圖片來源：截取自台大科教中心 YouTube
臺灣離岸風電的發展優勢與政策
臺灣陸地面積有三分之二是山脈和森林，大幅限制陸上風電、太陽能和水力發電的發展空間，卻有兩項得天獨厚的離岸風電發展優勢——世界名列前茅的海上年平均風速，和特殊海底地形造就的完美海床深度。
臺灣海峽特定風場的年平均風速可達每秒9-12公尺，且夏天有西南季風，冬天有東北季風；海峽中部海床由濁水溪和烏溪帶來大量泥沙堆積，再加上洋流作用，形成彰雲隆起，讓彰化和雲林外海即使到了離岸60公里處，水深也只有約30-50公尺，非常適合安裝離岸風電。
根據國際工程顧問公司4C Offshore的全球研究顯示，世界上風況最好的20處離岸風場，臺灣海峽就佔了16處。
除了自然環境，離岸風電發展也高度仰賴完善的政策和配套措施規劃，因此政府在十年前制定了離岸風電發展三階段：示範獎勵、潛力場址和區塊開發。
彰化外海的臺電一期位置。圖片來源：台電月刊
示範獎勵期間設置小規模風場，目前有彰化外海的臺電一期和苗栗外海的海洋風電商轉；潛力場址則目標在2015-2025年間規劃36個離岸風電潛力場址，獲配容量的場址目前或在商轉或在建設中；
2026年後（現階段）則強調區塊開發，目標每年釋出1.5GW（十億瓦）電，預計共釋出9GW；2035年後會有更清楚的規劃，以達成臺灣2050年的淨零目標。
離岸風電建置的基本要素和工程規劃
離岸風電絕不只是在海上架設風機而已，風機底部必須有穩固的基礎讓機器穩定的「站」在海上發電20-30年，將在海上發的電送回臺灣本島的海底電纜也非常重要。有的風場離陸地很遠，需要海上變電站，升高電壓後再傳輸回岸上；
到岸後還需陸上變電站降壓以符合臺電的輸電電壓，降壓後才能併入臺電電網，因此離岸風電設置可說是一份極大的專案，必須有完善的法規和相關配套措施，專案才能如期進行。
由於離岸風電架設計畫龐大且受影響層面廣，風場開發過程往往需要眾多政府部門的跨部會橫向協調和環境評估，通過一系列程序後，才能獲得「籌備許可」。
舉例來說，風機公司須和航港局及船舶公司確定發電潛力場址和海上船隻間的距離，避免風機干擾航行安全區域；須和內政部營建署協調各公司海底電纜不交錯、不重疊，並將電纜上岸點限縮在特定範圍，減少對生態環境的破壞；
由於海床探測屬國家重大機密，須撰寫完整的探測計畫交予內政部審閱後才能進行；須和文化部溝通，確認風機架設地點不會和水下文化遺址重疊；須和臺電公司討論陸上變電站設置位置⋯⋯。
圖左為主持人臺大土木工程學系 林偲妘 助理教授、圖右為講師高傳勝總監。圖片來源：台大科學教育發展中心
此外，風機公司也須和港務公司協調，確定建設期間載運風機零組件的碼頭，其承重和後線腹地足夠組裝生產風機，而臺中港也成為臺灣離岸風電專用港。
由於濁水溪和烏溪沖積出的泥沙海床並不穩，加上臺灣地震頻繁，使得打樁和避震、耐震技術格外重要，環境評估也需要審慎考量打樁過程對海洋生態的影響，像是打樁噪音對鯨豚的干擾。
為此，沃旭公司採行氣泡帷幕減噪技術，並在施工期間持續用人員監看法和船上目視法，確認施工區域周遭沒有鯨豚活動，如果施工期間發現有鯨豚闖入，鯨豚觀察員會直接聯繫打樁人員，施工單位在沒有安全疑慮下暫停打樁作業。
風機建置完成後，後續運維作業也不忽略。風場規劃階段，風機公司就須尋找並確認運維中心建設地點，討論後續土地合約、中心設計和興建，也須確認運維船隊在碼頭的停泊船位，避免影響運維效能。
除了硬體設備，運維人才培育也不可或缺，沃旭公司在風場規劃期即和相關學校合作，輔導人才前往國外受訓累積經驗，不少年輕人也嚮往在海上運維作業船工作兩週後，返回陸地休假的生活和工作模式。
離岸風機為臺灣吹開新經濟契機
以沃旭剛剛完工併網的大彰化東南及西南第一階段風場為例，這個大型風場為臺灣創造大量工作機會和超過新台幣5000億的經濟價值、每年能減少175萬噸的溫室氣體排放，相當於臺灣超過100萬戶家庭乾淨的電力，以及許多其他的經濟和社會價值。
沃旭公司盡可能達成漁業和風電共存的和諧願景，配置專業協調人員強化海上作業安全，也提供漁民觀察員培訓等多元轉職機會；同時挹注教育資源，和學校合作推動能源和環境教育、推出獎學金和風電學徒制，成為業界唯一打造全本土的運維團隊。
臺灣海峽中部強勁的風，不僅為臺灣帶來離岸風電產業，也為當地吹開新的經濟契機，更讓臺灣向2050淨零碳排目標更邁進一步。
本文轉載自台大科教中心CASE報科學網站，原文：【探索31-5】臺灣離岸風電發展與挑戰
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