估計市場規(guī)模是一門科學(xué)，也是一門藝術(shù)，原因在于變數(shù)太多，變數(shù)與變數(shù)之間是相依事件(非獨立事件)，且每個變數(shù)的數(shù)值是時間的函數(shù)，每一季可能都有變化。但是，前瞻產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展，卻需要估計市場規(guī)模，因此難度很高。本文嘗試在一個封閉的系統(tǒng)里，來估計臺灣離岸風電的市場規(guī)模，希望能夠?qū)κ袌鲞@樣一個開放系統(tǒng)建立基本的感覺，即使無法很精確的預(yù)估數(shù)字，但其感覺仍具備參考價值。

　　影響離岸風電場投資金額的重要參數(shù)，一般包括了風機種類(4mw 或 8mw)、風場的離岸距離(distance from shore;公里)、水深(water depth;公尺)、匯率、風場的大小(mw)等。本文使用的假設(shè)模型與數(shù)字參考 bvg associates 與 kic innoenergy 兩家公司共同發(fā)布的研究報告“future renewable energy costs: offshore wind – how technology innovation is anticipated to reduce the cost of energy from european offshore wind farms”。本研究報告發(fā)布于 2014 年中，嘗試推估 2025 年歐洲的離岸風電投資成本，并且整理出成本下降的因素與大概的數(shù)字。

　　以固定條件估算資本支出

　　為了避免高估臺灣的離岸風電市場規(guī)模，本文使用成本最低的 2025 年的估計數(shù)字，嘗試估計兩個分別全部使用 4mw 與 8mw 離岸風機的資本支出。假設(shè)兩個風場均離岸 40 公里，平均水深 25 公尺，風場規(guī)模為 500mw，1 歐元可換 1.083 美元。由于中國的離岸風機未必能夠進口到臺灣，因此本文暫時不考慮使用便宜的中國離岸風機的狀況，如果日后有更準確的情報，再來做說明。

　　在 bvg associates & kic innoenergy 的研究報告里，本文選用 4-a-25 與 8-a-25 兩個風場的成本估計數(shù)據(jù)，作為后面的數(shù)字推估基礎(chǔ)。4-a-25 表示在 2025 年時 a 風場使用 4mw 離岸風機，而 8-a-25 表示在 2025 年時 a 風場使用 8mw 離岸風機。假設(shè)的 a 風場離岸 40 公里，平均水深 25 公尺，風場規(guī)模為 500mw。數(shù)字為歐元計價，我們將在后面的推估當中改為美元計價，以及 us$m/gw 作為單位。

　　d 風場離岸距離 125 公里，水深 35 公尺，與臺灣的環(huán)境差距甚大，故不予以采用。根據(jù)經(jīng)濟部能源局所公告的“離岸風力發(fā)電規(guī)劃場址申請作業(yè)要點”，36 個場址，面積介于 20.8-131.1 平方公里，水深介于 1-52.8 公尺，離岸最近距離介于 0.2-62.1 公里，單一場址的設(shè)備容量介于 166-1,311mw(使用 8-10mw/km2 估計)。總面積 3084.5 平方公里，總設(shè)備容量 27.7605gw(以 9mw/km2 估計)。

　　此研究將風場的投資成本分類成為風場開發(fā)規(guī)劃(development)、離岸風機(turbine)、固定式基座 (support structure)、陣列海底電纜(array electrical)、建造與海事工程(construction)、每年的營運與計劃內(nèi)的維護(operations & planned maintenance)、每年的計劃之外的維護與其他營運支出(unplanned service & other opex)、凈容量因素(net capacity factor，已扣除風機與風場自用電)等。

　　離岸風機能源與資本資出

　　離岸風機有許多電子設(shè)備需要用電，海上變電所也需要用電、海底電纜(array cable & export cable)有線路耗損，因此我們會扣除離岸風場的自用電來計算容量因素，這樣的數(shù)值稱為凈容量因素。不只是離岸風場，全部的發(fā)電廠都有內(nèi)部用電，這個數(shù)字最高可能達 15% 發(fā)電量，所以使用毛容量因素(gross capacity factor)對于電網(wǎng)公司來說比較不客觀，也容易讓電力調(diào)度產(chǎn)生誤判。

　　一般來說，離岸風場的投資分成資本支出(capex)與營運支出(opex)。資本支出是一次性的支出，風場的壽命平均約 20-25 年，善于管理風機的風場開發(fā)商也許還可以增加 3-5 年的壽命，如果不會用的，可能會折壽 7 年。一來一往相差 10-12 年的使用壽命，對于發(fā)電成本(levelized cost of electricity，lcoe)產(chǎn)生巨大的影響。財務(wù)上，離岸風機的折舊因為各國稅法不同，通常折舊時間介于 10-20 年之間(20-25 年設(shè)計壽命估計)。 

　　opex 通常用每年來估計，4mw 離岸風機的設(shè)計 / 使用壽命為 20 年，8mw 離岸風機的設(shè)計 / 使用壽命為 25 年。因此我們估計總投資金額的時候，4mw 風機的 opex 會乘以 20 年，8mw 風機則會乘以 25 年。4mw 離岸風機使用 gearbox 技術(shù)，其故障率較高，且維修成本較貴，8mw 則使用先進的 direct-drive 技術(shù)，所以 8mw 離岸風機的單位 opex 會低于 4mw。

(source：bvg associates, kic innoenergy，2014)

　　4mw 風機成本估算

　　如果使用美元計價，4mw 的 a 位置風場，成本如下：

　　風場開發(fā)規(guī)劃 us$109k/mw

　　離岸風機 us$1,343k/mw

　　固定式基座 us$631k/mw

　　陣列海底電纜 us$80k/mw

　　建造與海事工程 us$485k/mw

　　營運與計劃內(nèi)的維護 us$32k/mw-y

　　計劃之外的維護與其他營運支出 us$60k/mw-y

　　我們假設(shè)臺灣在 15 年之內(nèi)將 27.7605gw 的離岸風電建造完畢，則使用 4mw 風機在 a 風場的狀況下，平均每年的市場規(guī)模如下：

　　風場開發(fā)規(guī)劃 us$202m

　　離岸風機 us$2,485m

　　固定式基座 us$1,169m

　　陣列海底電纜 us$148m

　　建造與海事工程 us$898m

　　營運與計劃內(nèi)的維護 us$902m

　　計劃之外的維護與其他營運支出 us$1,654m

　　如果用 20 年風場壽命來估計各成本的百分比，則總市場規(guī)模達 us$124,648m，其中 opex 合計占 41%，離岸風機占比 30%，第三名是固定式基座占 14%，第四名才是安裝時的海事工程占 11%。

　　8mw 風機成本估算

　　如果使用美元計價，8mw 的 a 位置風場，成本如下：

　　風場開發(fā)規(guī)劃 us$99k/mw

　　離岸風機 us$1,545k/mw

　　固定式基座 us$640k/mw

　　陣列海底電纜 us$74k/mw

　　建造與海事工程 us$284k/mw

　　營運與計劃內(nèi)的維護 us$25k/mw-y

　　計劃之外的維護與其他營運支出 us$40k/mw-y。 

　　我們假設(shè)臺灣在 15 年之內(nèi)將 27.7605gw 的離岸風電建造完畢，則使用 8mw 風機在 a 風場的狀況下，平均每年的市場規(guī)模如下：

　　風場開發(fā)規(guī)劃 us$182m

　　離岸風機 us$2,860m

　　固定式基座 us$1,185m

　　陣列海底電纜 us$136m

　　建造與海事工程 us$525m

　　營運與計劃內(nèi)的維護 us$691m

　　計劃之外的維護與其他營運支出 us$1,112m

　　如果用 25 年風場壽命來估計各成本的百分比，則總市場規(guī)模達美金 118,425m，其中 opex 合計占 38%，離岸風機占比 36%，第三名是固定式基座占 15%，第四名才是安裝時的海事工程占 7%。

　　市場規(guī)模逼近4 兆

　　在 1：31 的匯率狀況之下，臺灣離岸風電的市場規(guī)模介于新臺幣 3.67-3.86 兆元之間。各項成本的占比如下：

　　風場開發(fā)規(guī)劃 2%

　　離岸風機 30-36%

　　固定式基座 14-15%

　　陣列海底電纜 2%

　　建造與海事工程 7-11%

　　營運與計劃內(nèi)的維護 14-15%

　　計劃之外的維護與其他營運支出 23-27%

　　這么大的市場規(guī)模，將吸引島內(nèi)外產(chǎn)業(yè)界的一軍投入相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，單位發(fā)電成本也將快速下降，長期來看會比核電還要便宜。