2021 風電發展趨勢
博大國際視野：
1. 風電是台灣六大核心戰略產品，推動未來國家能源轉型目標。本次檢索期間 2002~2020年，全球專利申請趨勢：從2011年達專利申請高峰後，至2019年間約維持每年約7,000件左右的專利申請，評估已達成熟期階段；趨勢圖。從申請國別來看除中國近年仍維持成長外，其他風電輸出國如，德國、丹麥、美國的總體研發投資都呈現衰退。
2. 在全球專利佈局以歐美廠商主導了市場，以歐盟、美國及中國為主要佈局地區。歐美幾家風電機製造大廠在歐盟、美國及中國皆有佈局，其中以愛納康(Enercon)涵蓋地區最廣。根據顧問公司FTI Consulting指出，中國大陸主導了2015年風力發電的市場，全球有近一半的風力發電裝機量都在中國，全球前10大風力發電設備製造商也都來自中國。為趕上中國官方公布的新標竿電價，中國風電裝機量快速成長，讓新疆金風科技躍升全球風電龍頭(中國時報)，而後專利申請量也有大幅的成長，但中國廠商專利僅申請中國，並未積極進行全球專利佈局。日韓廠商也有相似情形，僅以本地市場進行專利佈局，甚少參與全球技術競爭。值得注意的是，今年中國風電補貼政策陸續結束，中國廠商面臨國內競爭與獲利下降雙重壓力。
3. 風電領域代表製造廠商，包括奇異公司(General Electric)、西門子(Siemens)、維斯塔斯(Vestas)、愛納康 (Enercon) 主要由歐美廠商主導，其次也有日韓廠商參與。在風機各技術領域中，「葉片製造」以奇異公司1,478件專利最多 (若從專利家族來看，以西門子488件專利家族最多 (全球最大的風力渦輪機；生產 115 米風力渦輪機葉片；首款海上商用可回收風力渦輪機葉片) )、「基礎工程」以愛納康282件專利最多、「施工船」以三星215件專利最多(全球最大風電場安裝船Pacific Orca；新的風力渦輪機安裝船設計；其他報導)、「齒輪及電機」以西門子3,292件專利最多。
4. 精選全球高影響力專利之公司：Toray Industries (日本)
東麗是日本一家跨國化工公司，1926年成立。其公司名稱為舊名「東洋人造絲」的縮寫。產品包含纖維紡織、碳纖維、樹脂等材料之開發。東麗在美國子公司Zoltek開發用於風能的碳纖維，強度是鋼的10倍，重量只有鋼的四分之一，它確保像Jutland原型渦輪機這樣的巨像即使在強風條件下也能收穫風力，而不會因自身質量而彎曲。可使風機葉片更長、重量更輕的有利材料。隨著風力發電作為環保可再生能源的日益普及，這種纖維的市場將在中長期內擴大，帶動Zoltek產能年成長提高到54%。
▶ 日本東麗將在匈牙利新建碳纖維工廠 (2018/03/30)
▶ 東麗推動大絲束碳纖維生產 (2021/11/18)
5. 精選全球高影響力專利之公司：Enercon (德國)
Enercon是全球主要風力發電機製造商之一，從1990年代中期就是德國最大的製造風力發電機的公司。在德國、瑞典、巴西、印度、加拿大，土耳其和葡萄牙都有生產設施。截至2011年7月，Enercon在全球市場份額為7.2％（第五高），在德國市場份額為59.2%。在1993年開創了無齒輪箱設計 (型號是E-40)，使用無齒輪直接驅動機構，與環形發電機結合使用。這與大多數風力渦輪機形成對比，且Enercon風力渦輪機有獨特的水滴形發電機外殼及塔身，在底座上塗上綠色環以與周圍環境融為一體。
6. 精選全球高影響力專利之公司：Siemens (德國)
Siemens是全球最大的離岸風電製造商，在2020年發表全球最大的直驅式離岸風機，型號SG 14-222 DD，配備108公尺之葉片，這台14MW大風機的原型機預計2021年完成，2024年開始供貨。為了捕捉更多的風能，風機尺寸正變得愈來愈高大，變得更高以捕獲更多風能，更長的葉片跟更大的轉子面積能提高受風面積，發出更多的電力。這台14MW的標稱功率超越奇異2018年推出，12MW的Haliade-X大型風機，讓西門子歌美颯重返製造最大風機龍頭廠地位。Siemens於2021年在台中港成立歐洲以外唯一的離岸風機機艙組裝廠，今年將擴廠以因應不斷長大的風機目標成為亞太區離岸風電的出口中心。(更多報導)
7. 精選全球高影響力專利之公司：台達電
▶ 台達電風力變流器
其他產業資訊分享：
國際趨勢 ▶ 透過離岸風電生產「綠氫」
關鍵場域：北海蘇格蘭大陸棚，主要有丹麥、德國、荷蘭、英國參與。
目前氫能來源大多是由天然氣轉化而成，不少國家盼望有愈來愈多再生能源-氫能的組合。且當前風力發電場面臨電無法充分被使用的問題，進而被迫停止部分風機運轉，而儲氫能夠克服此窘境。在風電需求不高的時機，利用多餘的風電來生產氫，除了可以解決能源過剩的問題，亦便於傳輸及儲存能源，達到供需平衡。但現階段綠氫的發展仍十分漫長，氫能存有效率及成本的疑慮，至少要等到綠電價格以及轉換成本大幅下降，氫能生產才有機會達到規模經濟，進而實現商業化 (Wind InfoLink)。
綠電大國丹麥是第一個提出雄心勃勃再生能源計畫的國家，其希望在2050年前脫離化石燃料，並能100% 倚靠再生能源，而現在丹麥風力發電占比已在幾十年內從個位數躍升至近50%，同時他們也想用再生能源電力製造氫氣。但電解製氫的成本相當高，目前生產氫氣最經濟的方式是藉由加熱來進行天然氣重整，只是需經高度加工製得、也會排放大量二氧化碳，因此丹麥政府與不少大廠仍接受這個想法 (科技新報)。
補充：據Agora估算，歐洲目前PtG (Power to Gas) 產氫成本大約在 20-30 歐分/千瓦時，如果2050年全球PtG的規模可以達到100 GW，成本將會降到10歐分/千瓦時。為普及氫能實現降低碳排放量之目標，德國正積極規劃工業規模的 PtG 項目。且為了達成本效益，PtG 設備必須要取得廉價的再生能源(參考資料)，離岸風力發電是重要選項之一 (補充：英國離岸風能，每度電新台幣1.52元2019/10/02)。
■ 丹麥 | 氫谷（Hydrogen Valley）最近丹麥政府將在腓特烈西亞建設 20MW 大規模電解製氫廠，這或許是北歐最大的製氫廠，同時 Everfuel 也會在丹麥廣設氫氣儲存站和拖車加氫站，並經營氫能拖車以供應氫燃料。丹麥一直在進行氫研究，像是氫谷（Hydrogen Valley）就是一大重點，除了要促進氫氣與沼氣的基礎設施，最重要是要在霍布羅市建設歐洲最大、最先進的製氫工廠 HyBalance，預估可容納 1,000 輛氫燃料車，屆時 70% 氫氣將由風力發電產生，工廠將呈現氫氣的完整製程與輸送過程，演示從生產、分配到最終用途，主要希望可以將氫氣用於交通運輸與工業。
▶ 風電大國也想進攻氫能，丹麥砸大錢廣設電解製氫廠 (2019/12/27)
■ 北海氫能需求與日俱增，Ørsted 預計 2050 年需求將會翻倍成長。丹麥沃旭能源Ørsted的SeaH2Land開發計畫，將北海打造2GW離岸風電廠與兩座共1GW的電解水製氫廠。計畫更獲得鋼鐵、煉油、肥料與化學廠的支持(2021/04/06)。
■ 亞洲工業重鎮在中國、日本和韓國，對能源需求和對進口石化燃料的依賴深，因此對綠色氫能的前景十分看好。
國際趨勢 ▶ 歐洲各國正在競相推動「綠氫」的國內市場和出口計畫
「綠氫」（green hydrogen）以不使用石化燃料能源的生產，被視為邁進碳中和的不可或缺環節，更是全球各地競相發佈的投資計畫。歐洲各國政府正在競相推動綠氫的國內市場和出口計畫，歐盟計畫在這未來十年內安裝40GW（千瓦）的電解器。根據商業組織Hydrogen Council和諮詢公司麥肯錫的統計，在全球目前公佈的228個氫氣計畫中(包括綠氫、藍氫及灰氫) 55%（126個）都集中在歐洲。預計，未來十年間規模最大的氫能相關投資都將在歐洲發生，而且大多數重點多在於利用可再生能源產生的氫氣、或搭配碳捕捉技術從石化燃料產生的氫氣(科技產業資訊室2021/04/09)。儘管整個歐洲大陸的大多數計畫都處於試驗階段，但歐盟估計到2050年，歐洲對綠氫的投資可能達到4700億歐元，並創造多達100萬個就業機會(2021/01/20)。
主要來源：核反應爐發電的製氫模式、利用再生能源產氫(風力、光伏及地熱等)
各國為實現2050年淨零碳排目標，尋找乾淨能源，發展「氫能」已是必要的選項。包含日本、德國、美國及歐盟多國，已相繼發布氫能戰略及目標。然當前氫能來源大多是由天然氣轉化而成(灰氫、藍氫)，但有不少國家盼望有愈來愈多再生能源-氫能的組合；尤其德國選擇退出核能後，為實現降低碳排目標，需於2050年將再生能源發電提高到 80%佔比。補充：德國2020年《國家氫能戰略》投入90億歐元建立氫能供應鏈，優先發展以再生能源(如光伏、風電)通過電解水來製備實現真正零碳排放的綠氫才是符合可持續發展要求的，未來除了在德國境內建立氫能生產鏈，並且從其他國家進口氫能。(2021/08/22)；德國計畫利用離岸風電剩餘電力，分別在海上及沿岸設置氫氣電解槽，預計最快2024年就有100MW的電解槽投入營運 (2022/01/10)。
英國 | 英國為實現能源安全，加速部署核能和離岸風電 (BNN 2022/04/06)。
丹麥 | 丹麥風電龍頭沃旭能源（Ørsted）計畫在北海建設一個2 GW的海上風力設施和1 GW的電解產能海上風電場的電力生產氫氣，計畫名為「SeaH2Land」已獲得幾家大型鋼鐵、煉油、肥料與化學廠的支持，預計在2030年之前開始營運，將成為全球上最大的再生能源氫能廠 (2021/04/06)。丹麥Seaborg與三星重工開發CMSR浮動式核電站(offshore nuclear power plant)，包括生產氫和氨的開發，提供穩定、清潔和安全電力的再生電源 (2022/04/11)
美國 | 美國拜登政府加速風力發電開發計畫 (2021/03/31)
德國 | 為完成退出核能以及實現降低碳排放量之目標，計畫於2050年再生能源發電將佔 80%發電量。
政策法規 ▶ 台灣「2050淨零排放路徑」將推動進口綠氫及餘電（以再生能源為主）產製氫能。
為了發展氫能等新能源，路徑圖也提出將推動氫能管理專法，讓「餘電製氫」或進口氫能使用於法有據；目前經濟部已成立氫能推動小組擴展各領域氫能使用，專法新訂後，將為綠能等餘電製氫及進口氫能訂定法源依據。規範氫能輸出入、生產、銷售之經營許可，以及規範設施設置、安全要求及無碳認證等 (擴大零碳新能源 推動氫能管理專法2021/08/22 )。
補充資料：一張圖看懂離岸風電台廠供應鏈 (2021/05/05)
發展契機 ▶ 台灣海洋離岸風場商轉啟動，將臺灣打造成為亞洲綠能發展中心 (總統府2020/10/14) 政府立下2025年全島1000部風機、發電量達5.7GW供全台393萬戶一整年使用的目標；台灣離岸風場(分布圖)
▶ 全球20大風場「台海佔16處」離岸風電疫後復甦衝刺搭建 (2022/03/15)
▶ 台海風場排名全球前20 成「亞太離岸風電中心」潛力大 (2021/04/10)
▶ 台德合作商機，看好離岸風電結合氫能生產 (2021/08/22)
▶ 用風電產製氫 台可取經德日 (2022/01/10)
國際趨勢 ▶ 氫能源強勢崛起，擴大氫能投資基礎設施
發布氫能戰略的重點國家：德國、法國、日本、美國、中國、加拿大、南韓、英國
▶ 全球主要國家氫能源發展戰略與政策掃描 (2021/06/10)
根據國際氫能委員會和麥肯錫聯合發佈的報告，2050年氫對全球碳減排的貢獻將超過20%，預計未來30年內，氫能夠幫助碳排量大的產業累計減少800億噸的二氧化碳排放。公開數據表明，到2050年氫能會承擔起全球18%的能源總段需求，創造出的市場價值將超過2.5萬億美元。根據國際能源署(IEA)預測，2050年全球氫能在交通運輸中使用占比最大達66.5%，其次為工業占比達62.9%，電力行業占比達55% (資料來源：綠色貿易資訊網)；若數百個氫燃料計畫得以實現，到2030年的投資總額將達到3000億美元以上。
▶ 日企計劃把「綠色氫」價格降至3分之1 (2021/06/21)
▶ 盼將綠氫降至每公斤 1 美元，美國 2,000 萬研究核能製氫 (2021/10/21)
▶ 氫能源價格將降！氫燃料電池車預計逐漸普及 (2022/02/19)