風電發展趨勢及專利技術應用

我國致力於打造綠能低碳環境，全力發展再生能源¹，並帶動新興綠能產業發展，其中離岸風電國產化係我國產業發展的重大政策，且為綠能產業之優先推動項目，本文即針對2021年4月前，各國專利申請人就我國風電相關發明之佈局狀況提供簡要說明。

 

為落實2025非核家園目標、加速電業改革與能源轉型，我國經濟部規劃目標年度再生能源發電量應占總發電容量之20%（約11 GW），並已制定相關計畫優先推動具產業發展潛力之風力發電，預定發電容量為6.9 GW（陸域風電約1.2 GW、離岸風電約 5.7 GW）²，並其用藉由離岸風電之發展運用內需市場帶動產業升級轉型，創造就業機會提升產業價值，從而達成能源政策及產業發展的雙贏目標。

相較於亞洲太平洋地區其他國家，我國總風電發電量雖然並非名列前矛，但在相關政策挹注下，未來五年離岸風電裝置容量之增幅將較日、韓等地區者高出許多，為現階段不可多得之投資、產業轉型之機會。下表一整理自2021年起，經濟部規劃離岸風電之發展進程：

由上表可知，經濟部規劃離岸風電之發展分為風機工程(Wind Team)及海事工程(Marine Team)二大主軸，海事工程未來四年內(2021-2024)的發展重點並無太大變化，大部份著重於水下基礎設施之監造及相關施工船隊之改裝、監造等；風機工程之發展規劃於2023年改弦更張，從前置期的電力設施之裝配，轉變為風機零組件國產化之研發，其中將風機機艙組裝、鼻錐罩、輪轂鑄件、扣件、齒輪箱、發電機、功率轉換系統、葉片及其樹脂、機艙罩、機艙底座鑄件等技術列為發展重點。

 

按我國近年發明專利審查期程，提出實體審查後，平均審結期間為21個月左右，如欲立於我國綠能政策之風口上，配合所規劃之期程切入風機零組件之國產化供應鏈，此時起即應就目前現有的研發結果，密織強而有力的智慧財產防護網，以搶進未來市場先機。為利讀者了解目前（統計至2021年4月底）各國專利申請人在我國就風電相關之發明之布局，筆者茲描繪我國風電相關發明專利公開案之地圖如圖1：

圖1：我國風電專利地圖

表1：各國申請人之技術占比

 

迄今，經濟部智慧財產局已公開了近5,000件與風電發明相關之發明專利申請案，其中約1750件（35%）獲證，圖1之地圖係基於發明專利公開案進行製作，由圖中可知，目前我國風電發明專利涵蓋的技術重點包含：風力電廠，與其他（例如水力發電或太陽能發電）電廠之整合，供電系統，離岸風機，風機之電源、電池、控制、運轉、整流、感測模組，與風機製造相關之風機葉片結構、流體設計、葉片材料、樹脂組合物、彈性元件、轉子/定子、傳動機構、蓄電材料、電池材料等技術領域。

圖1中，各島嶼的整體體積對應相關發明專利公開案之數量，以風機葉片結構相關發明為大宗，佔整體發明量約12%；整流模組之發明次之，佔整體發明量約9%。島上標示之紅、黃、藍及綠點則分別代表我國、日韓、歐洲及其他申請人之專利公開案，例如，我國申請人佔比超過一半以上之技術領域包含：風電與水力發電或太陽能發電電廠之整合，供電系統，風機之電池、控制、整流、感測模組，與風機製造相關之風機葉片結構、流體設計、彈性元件、轉子與定子、傳動機構等。我國申請人在上述領域佔有絕對優勢之原因在於，台灣本島周邊風力條件優越，早在1980年代起，我國即投入風力發電之研究；至2000年後，我國陸域風機自製率可達80%以上。由於我國陸域風電部分之發展已累積相當實績，將既有陸域風機之研發成果移轉至離岸風機上，為我國離岸風機國產化領先群倫之有利出發點。

圖1中，各島嶼之跨幅及與其他島嶼之群聚性代表發明技術的密集程度（即，與其他技術之相關性），雖然我國在風機葉片結構及感測模組在專利數量上佔有市場先機，但由對應島形可知，風機葉片結構及感測模組技術密集程度高，大部分之申請案屬於上下位關係之改良發明，無法持續擴張領域之範疇或與其他技術領域形成技術聚落。

 

 

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