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台灣風力發電設備產業聯誼會

國內風力發電設備產業之現況與展望. 報告人：許　文　都 台灣風力發電設備產業聯誼會 2009 年 09 月 02 日. 台灣風力發電設備產業聯誼會. 簡 報 內 容. 一、全球風力發電設備產業現況 二、國內風能市場現況 三、國內風電設備零組件發展現況 四、產業發展瓶頸與建議解決方案 五、國內風力發電設備產業發展策略 案例名稱－ 一、大型風力機塔架－中鋼機械 二、 2MW 輪轂鑄件－源潤豐 三、小型風力機測試－恒耀、上特 四、風場介紹－英華威 附件、 台灣風力發電設備產業聯誼會現況介紹. 一、全球風力發電設備產業現況. 1. 大型風力發電市場.

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  1. 國內風力發電設備產業之現況與展望 報告人：許　文　都 台灣風力發電設備產業聯誼會 2009年09月02日 台灣風力發電設備產業聯誼會

  2. 簡 報 內 容 一、全球風力發電設備產業現況 二、國內風能市場現況 三、國內風電設備零組件發展現況 四、產業發展瓶頸與建議解決方案 五、國內風力發電設備產業發展策略 案例名稱－ 一、大型風力機塔架－中鋼機械 二、2MW輪轂鑄件－源潤豐 三、小型風力機測試－恒耀、上特 四、風場介紹－英華威 附件、台灣風力發電設備產業聯誼會現況介紹

  3. 一、全球風力發電設備產業現況 1.大型風力發電市場 • 2008年全球新增風電容量達27,051 MW，較2007年成長36%，其中美國及中國大陸市場即合佔54%。 • 2008年新增風力機產值達500億美元，全球從業人員超過40萬人。 • 2008年全球累計風電容量逾120GW，可生產260兆瓦小時(TWH)電力、削減1.58億噸的CO2排放量。 資料來源： GWEC,Global Wind 2008 Report /金屬中心 產業研究組整理

  4. 一、全球風力發電設備產業現況(續) 2008年全球前十大累計容量裝置國 2008年前十大新增容量裝置國 1.大型風力發電市場(續) 亞太地區快速成長 資料來源： GWEC,Global Wind 2008 Report /金屬中心 產業研究組整理

  5. 一、全球風力發電設備產業現況(續) 1. 大型風力發電市場(續) 美國、中國及歐洲大力提倡風力發電能源 • 預估2015年全球風電新增設備保守產值可逾1,400億美元，高標可達1,800億美元，且離岸風能市場將呈小幅成長態勢 金融海嘯衝擊 Blue Map • 2009~2015年間，全球新增容量將集中在美洲(美國)、歐洲及亞洲(印度及中國大陸) 2009-2015年累計風電容量CAGR21.3% 資料來源： GWEC,Global Wind 2008 Report /金屬中心 產業研究組整理

  6. 一、全球風力發電設備產業現況(續) 2.全球風力機主要供應商分佈 韓國 Vestas UNISON Hanjin Hyosung 現代重工 三星重工 斗山重工 台灣 Enercon Vestas TECO東元 資料來源： EER /金屬中心 產業研究組整理 5/72

  7. 一、全球風力發電設備產業現況(續) 3. 全球前十大風力機供應商市佔率 資料來源： BTM Consult ApS Mar 2009 /金屬中心 產業研究組整理

  8. 一、全球風力發電設備產業現況(續) 4.大型風力發電設備產業供應鏈 系統商 關鍵零組件 原料件 葉片樹脂：Huntsman,Hexion DOW,上緯 • Vestas • GE Wind • Gamesa • Enercon • Siemens • Suzlon • Repower(2007年Suzlon入股) • Nordex • ACCIONA • GoldWind(大陸金風科技) • Sinovel(大陸華銳風電) 葉　片：Vestas Gamesa, Enercon, Siemens, Suzlon, Nordex,LM Glasfiber, TPI, Abeking and Rasmussen, Tecsis, 保定惠騰, 中複連眾(購併德國NOI) 鑄件：Vestas Casting Group, Eisengiesserei CHL Torgelow, Fonderia Vigevanese,寧波永祥鑄造,江陰市吉鑫機械,無錫錫華鑄造 齒輪箱：Echesa(Gamesa),Winergy (Siemens), Hansen(Suzlon), Moventas, Bosch Rexroth, Eikhoff, 南高齒 發電機：Gamesa,Enercon, Suzlon, ABB, Winergy(Loher), Elin, LeroySomer,永濟電機 電力轉換：Gamesa, Enercon, Suzlon, Siemens, ABB, Winergy, Ingeteam,北京清能華福風電, 北京科諾偉業 • 前六大系統商佔全球七成風電市場 • 除大陸金風科技及華銳風電外，前十大系統商資本額皆為台幣百億元俱樂部成員 鍛件：Euskal Forging, CAB Incorporated, Taewoong(太熊), Hyunjin, Yonghyun BM Co.,山西雙環重型機械, 江陰方圓環鍛法蘭 軸 　承：SKF, FAG, NTN, Koyo,Timken 變壓器：Siemens, GE, ABB, Hyosung,江蘇華鵬,三變科技 資料來源： BTM Consult ApS Mar 2009 /金屬中心 產業研究組整理 7/82

  9. 一、全球風力發電設備產業現況(續) 5.中小型風力發電設備 2006-2008美國小風力機單機容量發展趨勢 每年新增容量(kW) 美國小風力機主流機型為1-11kW。 2006-2013美國小風力機裝置容量發展趨勢 歐巴馬ARRA(American Recovery and Reinvestment Act)政策激勵，美國市場預估2013年小風力機新增容量將達到650MW，為2008年的30倍，2013年累計容量可達1.7GW。 資料來源： AWEA 2009 /金屬中心 產業研究組整理

  10. 一、全球風力發電設備產業現況(續) 5.中小型風力發電設備(續) 資料來源：AWEA/BWEA/中國風能協會/日本矢野經濟研究所/UN Environment Programme /金屬中心 產業研究組整理 9/82

  11. 二、國內風能市場現況 1.台灣風力發電裝置容量情形 單位：台數/MW 資料來源：台電營建處及英華威/能源局, 金屬中心 產業研究組整理 註：統計至2009.07.30

  12. 二、國內風能市場現況(續) 2.台灣風力機安裝情形 廠商佔比(含商轉及施工中) 單機容量佔比(含商轉及施工中) 資料來源：台電營建處及英華威/能源局,金屬中心 產業研究組整理 註：統計至2009.06.30

  13. 三、國內風電設備零組件發展現況 葉片系統 傳動系統 電力系統 控制系統 結構系統 1.台灣大型風力機技術能力 • 關鍵零組件大多數已具風機產業 ODM/OEM 技術潛力與能力(目前台灣業者已具備發電機、齒輪箱、塔架及其他次零件原料如螺栓、變壓器、輪轂鑄件等製造實績。 資料來源：台灣風力發電設備產業聯誼會 12/72

  14. 三、國內風電設備零組件發展現況(續) 1.台灣大型風力機技術能力(續) Nordex (德國) 金風科技 (中國) Acciona (西班牙) 華銳風電 (中國) GE Wind (美國) Siemems (德國) 前十大系統廠在全球市佔率* Suzlon (印度) Vestas (丹麥) Gamesa (西班牙) Enercon (德國) (2008年) 17.8% 16.7% 10.8% 9% 8.1% 6.2% 4.5% 4.1% 3.6% 3.4% 台灣已裝置及興建中容量(MW) 162.1 39.0 12.0 237.10 0 0 0 0 0 葉片系統 傳動系統 電力系統 結構系統 控制系統 次系統 關鍵組件 成本比例 葉　　片 輪轂鑄件 主　　軸 齒 輪 箱 發 電 機 機　　座 塔　　架 轉向系統 控制系統 煞車系統 24.0%4.0% 5.5%14.5%10.0% 13.0% 18.5%4.0% 4.5% 2.0% (成本計算不含土木工程＆輸送配電部份) (以2MW風機計算) 中鋼機械 ( 209座) 台朔重工(660kw, 4座) 力鋼 源潤豐(2MW) 台灣正昇 源合興 先進複材 華陽綜合工業 台朔重工 (660kW) 台船 東元電機 (2MW) 大同 源潤豐 台灣正昇 源合興 東元電機 具製造實績廠商 具能力之潛力廠商 有意願潛力廠商 0% 0% 0% 0% 台灣自給率 0% 0% 0% 0% 0% 100% 資料來源：BTM Aps/工業局/台灣風力發電設備產業聯誼會/金屬中心 產業研究組整理 13/72

  15. 三、國內風電設備零組件發展現況(續) 2.台灣小型風力機技術能力 江蘇神州風力發電有限公司、內蒙古龍信博風電設備製造有限公司(原內蒙古商都牧機廠）、內蒙古天力機械有限公司(原內蒙動力機廠）、廣州紅鷹能源科技公司、南京東龍電子電器科技中心、WindDays(中國) 神鋼電機, Zephyr (日本) Southwest、Proven Energy、Northern Power、Bergey(美國) 石田製作所、松村機械製作所(日本) 國際大廠 (2008年) 1kW ~ 50kW，以0.9 ~ 11kW居多 主力機種 ~ 0.5kW ~0.5kW 0.2 kW ~1kW 垂直軸 0.4kW ~ 10kW 水平軸 1kW 1.1~10kW25kW50kW150kW 整機系統 恒耀工業 崨豹科技 台達電 上銀科技 恒耀工業 崨豹科技 上特公司 瀚創科技/風技綠能 新高能源/富田電機宏銳電子 (風光綠能) /上特公司 核研所 崨豹科技 (已暫停開發) 核研所 (第三代組裝中) 廠商 次系統／ 零組件 葉　　片 控 制 器 電力轉換 發 電 機 擎洋(水平—1kW ~ 50kW) 華陽(水平—5kW,25kW,150kW) 先進複材(水平－25kW) 磁震(垂直－5kW) 富田(1kW~25kW ) 利愛電氣(150kW) 宏銳電子(0.4kW ~ 150kW) 達方(1kW) 耀能(0.4~3kW) 國橋(0.4kW~10kW) 愛德利科技(1kW) 聞祺(0.9kW) 廠商 資料來源：台灣風力發電設備產業聯誼會/ 金屬中心 產業研究組整理 14/72

  16. 三、國內風電設備零組件發展現況(續) 3.台灣風力發電零組件推廣產值發展 35.5億元 資料來源：金屬中心 風力發電設備產業推動計畫辦公室/金屬中心 產業研究組整理

  17. 三、國內風電設備零組件發展現況(續) 4.“2009年”為台灣再生能源條例啟動元年 中小型風力機裝置不受電業法限制：簡化設置作業程序，且公共工程優先裝置權，有助於台灣中小型風力發電市場開發。 降低風力發電設備業者生產成本 公司法人進口供其興建或營運再生能源發電設備使用機器、設備及其所需之零組件，在台灣尚未製造供應者，免徵進口關稅。如係國內已製造供應者，其進口關稅得提供適當擔保於完工之日起，一年後分期繳納。 擴大台灣風力發電內需市場 設置利用再生能源之自用發電設備，其裝置容量不及500kW者，不受電業法97/98/100/101/103條規定之限制。 政府新建、改建公共工程或公有建築物，優先裝置再生能源發電設備。 20年內，每2年訂定再生能源推廣目標及各類別佔比。獎勵總裝置容量6.5GW~10GW 購售風電躉購費率不得低 於台灣電業化石燃料發電平均成本 基金用途：風力發電電價補貼、設備補貼、示範補助及推廣利用 電業及設置自用發電設備達一定裝置容量以上者，應每年按其不含再生能源發電部分之總發電量，繳交一定金額充作基金，作為再生能源發展之用；必要時，應由台灣政府編列預算撥充。 邀集各部會學者/專家/團體組成委員會，審定再生能源發電之躉購費率及計算公式，必要時舉辦聽證會後公告之，每年應視再生能源發電技術進步、成本變動、目標達成及相關因素檢討或修正。

  18. 四、產業發展瓶頸與建議解決方案 關鍵因素分析 產業推動瓶頸 • 台灣市場誘因不足，難以吸引系統廠商國際合作 • 缺乏商品化實績 • 上中下游整合能力較弱 • 缺乏有系統之行銷能力 • 缺乏強而有力產業扶植政策 • 缺乏國家測試認證標準及平台 大型風機 1.切入國際大廠供應鏈速度過於緩慢 2.市場不明確，廠商投資意願低 3.歐美測試認證時程長 小型風機 1.同質產品多，無法快速擴大市場 2.海外認證成本高及時程長 1. 缺乏利基型產品 2. 缺乏國際行銷能力 3. 技術仍待提升，以降低整機成本 4. 缺乏國家測試認證標準及平台 17

  19. 五、國內風力發電設備產業發展策略 發展策略 推動作法 • 運用台灣招標風場(目前台電二、三期採大型標案結合工業合作機制)，協助引進技術，促成台灣零組件廠商與國際系統廠合作 • 運用台灣未來離岸風電市場機會，吸引國際大廠共同合作，建立關鍵零組件自主能量 • 運用台灣日後風力機維修市場機會，協助台灣業者切入風力機關鍵零件市場 • 提供投資設廠優惠及台灣地理位置優勢吸引國際系統廠，在地生產零組件供應亞太市場，分擔現有供應商產能(或是取代部份供應商) • 結合政府各類專案計畫(兩岸搭橋計畫)，協助業者建立研發及生產能量，並協助通過歐美權威機構之測試認證，未來亦可與北京鑒衡認證中心合作進軍中國市場 • 發展關鍵零組件，切入國際大風力機系統廠供應鏈 • 以亞太市場為誘因，鼓勵台灣大廠投資，並吸引國際系統廠至台建立亞太地區組裝中心 • 由次零組件切入國際組件大廠供應鏈，逐步進入組件市場。 • 建立台灣次零組件廠商技術資料庫，並協助取得系統認證 • 發展次零件生產/組裝，切入國際大風力機組件廠供應鏈 • 發展自主型小風力機拓銷台灣外市場 • 建立共通標準及測試認證平台 • 協助建立高性能低成本技術及國際行銷人才培育拓展台灣海內外市場

  20. 案例一　　大型風力機塔架－中鋼機械 輔導型式：工業合作(Industrial Cooperation Program, ICP)機制 -- 大型風力機塔架切入國際市場 主導廠商：源潤豐鑄造廠 成果：已供應國內市場之Vestas、GE、Enercon及Gamesa國際風力機大廠塔架 塔架製作流程 校圓 收料 下料 捲板 L線焊接 C線焊接 大組立 C線焊接含法蘭 小組立 尺寸檢驗 內部零件組立 噴砂漆 內部Sleeve組焊 交運 安裝完成

  21. GE(台電)：26套 案例一　　大型風力機塔架－中鋼機械(續) 迄今製作之塔架所屬系統簡介 • GAMESA(台電)：6套

  22. 案例一　　大型風力機塔架－中鋼機械(續) 迄今製作之塔架所屬系統簡介(續) • ENERCON(英華威)：25套

  23. 案例一　　大型風力機塔架－中鋼機械(續) 中鋼機械公司塔架製作優勢 • 中鋼公司直接供應鋼板，來源不虞匱乏。 • 地員廣大，適合製作大型工件。 • 滾輪座、天車等機具數目及能量足可應付塔架製作之負荷。 • 承接台機製作塔槽等大型工件之優良經驗，製作能力佳。 • 焊接人員均經嚴密訓練及考核，可勝任焊接之嚴厲要求。

  24. 案例二　　2MW輪轂鑄件－源潤豐 計畫型式：主導性新產品開發案 -- 大型風力機鑄件開發 主導廠商：源潤豐鑄造廠 成果：完成2MW風力機輪轂鑄件及轉軸鑄件毛胚 2MW風力機轉軸鑄件毛胚 2MW風力機輪轂鑄件毛胚

  25. 案例二　　2MW輪轂鑄件－源潤豐(續) • 產品特色 • 大型鑄件：9 ~15 噸 • 高延伸率：10 % 以上 • 高 強 度：400 MPa 以上 • 材　　質：肥粒鐵系球墨鑄鐵 • 加工精度：0.08mm • 角度配差：3 • 規　　範： • EN-GJS-400-18U-LT • 複雜3D大型鑄件加工 • (非一般機台可勝任) • 國外廠商下單： • LAGEWEY the windmaster • MW級使用鑄件 技術難度 高品質大型鑄件製程生產技術： 極佳熔解技術， 適當合金設計與調整， 成份控制， 配製高效率抗長時效接種劑， 接種技術， 高球化率快速球化處理技術， 提高顯微組織球化率， 球化數增加、球墨粒徑減少， 減少碳化物生成與顯微偏析 　　　（microsegregation）現象 增加機械性質 毛胚鑄件經精密機械加工處理 Hub：9.1 t Nacelle Frame：15 t Bearing Housing：3.9 t

  26. 案例三　　小型風力機測試－恒耀、上特 計畫型式：廠商開發案 --完成1kW水平軸風機第二代產品零組件開發組裝測試 主導廠商：上特 成果：1kW水平軸風機第三代商業化量產產品，開始行銷中國及越南

  27. 案例三　　小型風力機測試－恒耀、上特 (續) 計畫型式：廠商開發案 --第一代及第二代3kW創新垂直風力機開發 主導廠商：上特 成果：建立整機輕量化、監控系統及測試驗證等技術

  28. 設置運轉起始日期：97年01月14日 監測／展示室 設置運轉起始日期：96年07月04日 監測室 案例三　　小型風力機測試－恒耀、上特 (續) 恒耀及上特公司於台南七股鹽場中小風機測試平台

  29. 案例四　　風場介紹－英華威 風力發電場開發簡介 • 風資源評估 • 初選風機 • 風場選址 • 向政府機關提出申請 • 向經濟部能源局申請籌設許可 • 與台電簽訂電能購售契約

  30. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：風資源評估 • 了解風況 • 國外風資源研究調查資料 • 國內氣象局資料 • 國內研究調查資料 • 實際測風

  31. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：風資源評估 • 國內研究調查資料範例：經濟部能源會委託，工研院能資所與中央大學大氣物理所合作研究成果

  32. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：風資源評估 • 實際測風 – 安裝測風設備 風速計 風向計 溫度計 紀錄器

  33. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：風資源評估 • 實際測風 – 安裝測風設備

  34. 2003年6月20日風速圖表 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：風資源評估 • 實際測風成果

  35. 2003年6月風花圖 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：風資源評估 • 實際測風成果

  36. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：風資源評估 • 實際測風成果 2003年6月日平均風速表 2003年6月日平均風速變動圖

  37. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：初選風機 Power Curve

  38. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：初選風機

  39. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：風場選址 • Topographic 地形 • 整體地理環境 • Obstacles 障礙物 • 大型建築物 • Roughness class 粗糙度 • 整體地表環境 • 風機間距

  40. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：風場選址 • 既有電力線路及變電所位置 • 環境敏感區或動植物保護區 • 與民宅距離及土地使用情況 • 設備運輸及施工條件 • 國防相關法令 • 其他地方規劃

  41. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：向政府機關提出申請 • 縣市政府及鄉鎮公所 • 土地所有權人及土地管理機關 • 國內或國外銀行團 • 台灣電力公司 • 環境保護署 • 國防部及海岸巡防署等

  42. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：向經濟部能源局申請籌設許可 • 備齊六大要件 • 縣府同意函 • 土地使用權同意書 • 土地機關意見書 • 融資意願書 • 台電併網同意 • 環境影響評估文件

  43. 案例四　　風場介紹－英華威(續) 風場開發：與台電簽訂電能購售契約 • 與台電公司申請併聯相關界面初步協商 • 向台電公司及能源局申請風場評選 • 與台電公司簽訂電能購售契約

  44. 簡報結束 敬請指正

  45. 附件、台灣風力發電設備產業聯誼會現況介紹 台灣風力發電設備產業聯誼會成立於2005年08月31日，至目前為止共有56家團體會員，會員陸續增加中。

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