估计市场规模是一门科学，也是一门艺术，原因在于变数太多，变数与变数之间是相依事件（非独立事件），且每个变数的数值是时间的函数，每一季可能都有变化。但是，前瞻产业未来的发展，却需要估计市场规模，因此难度很高。本文尝试在一个封闭的系统里，来估计台湾离岸风电的市场规模，希望能够对市场这样一个开放系统建立基本的感觉，即使无法很精确的预估数字，但其感觉仍具备参考价值。
影响离岸风电场投资金额的重要参数，一般包括了风机种类（4MW 或 8MW）、风场的离岸距离（distance from shore；公里）、水深（Water depth；米）、汇率、风场的大小（MW）等。本文使用的假设模型与数字参考 BVG Associates 与 KIC InnoEnergy 两家公司共同发表的研究报告“Future renewable energy costs: offshore wind – How technology innovation is anticipated to reduce the cost of energy from European offshore wind farms”。本研究报告发表于 2014 年中，尝试推估 2025 年欧洲的离岸风电投资成本，并且整理出成本下降的因素与大概的数字。
以固定条件估算资本支出
为了避免高估台湾的离岸风电市场规模，本文使用成本最低的 2025 年的估计数字，尝试估计两个分别全部使用 4MW 与 8MW 离岸风机的资本支出。假设两个风场均离岸 40 公里，平均水深 25 米，风场规模为 500MW，1 欧元可换 1.083 美元。由于中国的离岸风机未必能够进口到台湾，因此本文暂时不考虑使用便宜的中国离岸风机的状况，如果日后有更准确的情报，再来做说明。
在 BVG Associates & KIC InnoEnergy 的研究报告里，本文选用 4-A-25 与 8-A-25 两个风场的成本估计数据，作为后面的数字推估基础。4-A-25 表示在 2025 年时 A 风场使用 4MW 离岸风机，而 8-A-25 表示在 2025 年时 A 风场使用 8MW 离岸风机。假设的 A 风场离岸 40 公里，平均水深 25 米，风场规模为 500MW。数字为欧元计价，我们将在后面的推估当中改为美元计价，以及 US$M/GW 作为单位。
D 风场离岸距离 125 公里，水深 35 米，与台湾的环境差距甚大，故不予以采用。根据经济部能源局所公告的“离岸风力发电规划场址申请作业要点”，36 个场址，面积介于 20.8-131.1 平方公里，水深介于 1-52.8 米，离岸最近距离介于 0.2-62.1 公里，单一场址的装置容量介于 166-1,311MW（使用 8-10MW/Km2 估计）。总面积 3084.5 平方公里，总装置容量 27.7605GW（以 9MW/Km2 估计）。
此研究将风场的投资成本分类成为风场开发规划（Development）、离岸风机（Turbine）、固定式基座（Support Structure）、阵列海底电缆（Array Electrical）、建造与海事工程（Construction）、每年的营运与计划内的维护（Operations & Planned Maintenance）、每年的计划之外的维护与其他营运支出（Unplanned Service & Other OPEX）、净容量因素（Net Capacity Factor，已扣除风机与风场自用电）等。
离岸风机能源与资本资出
离岸风机有许多电子设备需要用电，海上变电所也需要用电、海底电缆（Array Cable & Export Cable）有线路耗损，因此我们会扣除离岸风场的自用电来计算容量因素，这样的数值称为净容量因素。不只是离岸风场，全部的发电厂都有内部用电，这个数字最高可能达 15% 发电量，所以使用毛容量因素（Gross Capacity Factor）对于电网公司来说比较不客观，也容易让电力调度产生误判。
一般来说，离岸风场的投资分成资本支出（CAPEX）与营运支出（OPEX）。资本支出是一次性的支出，风场的寿命平均约 20-25 年，善于管理风机的风场开发商也许还可以增加 3-5 年的寿命，如果不会用的，可能会折寿 7 年。一来一往相差 10-12 年的使用寿命，对于发电成本（Levelized Cost of Electricity，LCoE）产生巨大的影响。财务上，离岸风机的折旧因为各国税法不同，通常折旧时间介于 10-20 年之间（20-25 年设计寿命估计）。
OPEX 通常用每年来估计，4MW 离岸风机的设计 / 使用寿命为 20 年，8MW 离岸风机的设计 / 使用寿命为 25 年。因此我们估计总投资金额的时候，4MW 风机的 OPEX 会乘以 20 年，8MW 风机则会乘以 25 年。4MW 离岸风机使用 Gearbox 技术，其故障率较高，且维修成本较贵，8MW 则使用先进的 Direct-Drive 技术，所以 8MW 离岸风机的单位 OPEX 会低于 4MW。
（Source：BVG Associates, KIC InnoEnergy，2014）
4MW 风机成本估算
如果使用美元计价，4MW 的 A 位置风场，成本如下：
- 风场开发规划 US$109K/MW
- 离岸风机 US$1,343K/MW
- 固定式基座 US$631K/MW
- 阵列海底电缆 US$80K/MW
- 建造与海事工程 US$485K/MW
- 营运与计划内的维护 US$32K/MW-y
- 计划之外的维护与其他营运支出 US$60K/MW-y
我们假设台湾在 15 年之内将 27.7605GW 的离岸风电建造完毕，则使用 4MW 风机在 A 风场的状况下，平均每年的市场规模如下：
- 风场开发规划 US$202M
- 离岸风机 US$2,485M
- 固定式基座 US$1,169M
- 阵列海底电缆 US$148M
- 建造与海事工程 US$898M
- 营运与计划内的维护 US$902M
- 计划之外的维护与其他营运支出 US$1,654M
如果用 20 年风场寿命来估计各成本的百分比，则总市场规模达 US$124,648M，其中 OPEX 合计占 41%，离岸风机占比 30%，第三名是固定式基座占 14%，第四名才是安装时的海事工程占 11%。
8MW 风机成本估算
如果使用美元计价，8MW 的 A 位置风场，成本如下：
- 风场开发规划 US$99K/MW
- 离岸风机 US$1,545K/MW
- 固定式基座 US$640K/MW
- 阵列海底电缆 US$74K/MW
- 建造与海事工程 US$284K/MW
- 营运与计划内的维护 US$25K/MW-y
- 计划之外的维护与其他营运支出 US$40K/MW-y。
我们假设台湾在 15 年之内将 27.7605GW 的离岸风电建造完毕，则使用 8MW 风机在 A 风场的状况下，平均每年的市场规模如下：
- 风场开发规划 US$182M
- 离岸风机 US$2,860M
- 固定式基座 US$1,185M
- 阵列海底电缆 US$136M
- 建造与海事工程 US$525M
- 营运与计划内的维护 US$691M
- 计划之外的维护与其他营运支出 US$1,112M
如果用 25 年风场寿命来估计各成本的百分比，则总市场规模达美金 118,425M，其中 OPEX 合计占 38%，离岸风机占比 36%，第三名是固定式基座占 15%，第四名才是安装时的海事工程占 7%。
市场规模逼近 4 兆
在 1：31 的汇率状况之下，台湾离岸风电的市场规模介于新台币 3.67-3.86 兆元之间。各项成本的占比如下：
- 风场开发规划 2%
- 离岸风机 30-36%
- 固定式基座 14-15%
- 阵列海底电缆 2%
- 建造与海事工程 7-11%
- 营运与计划内的维护 14-15%
- 计划之外的维护与其他营运支出 23-27%
这么大的市场规模，将吸引国内外产业界的一军投入相关产业的发展，单位发电成本也将快速下降，长期来看会比核电还要便宜。
（首图来源：Flickr/Rob Faulkner CC BY 2.0）
