｜離岸風電認證之概述

摘要：風力發電機額定功率近10年快速大型化，風電場規模已接近常規發電廠，基於技術發展及融資保險需求，型式認證成為產品開發中重要之一環，而離岸風電開發案更牽涉到海上作業之不確定性，常造成計畫延宕及損失，因此開發商也逐漸利用專案認證來降低風險。本文內容中主要介紹風力發電認證之源起，並闡述業界採用之形式認證及專案認證，以及由於認證標準或指南之不同所產生之差異，以作為國內引進離岸風電認證作業之參考。

Abstract: The power rating of wind energy conversion systems has increased dramatically over the decade and wind farms gradually became close to conventional power plants in scale. Based on the needs of technology development, financing and insurance, type certification has become a vital job item during the product development process. Since offshore wind farm development projects involve more uncertainties of maritime operations, often resulting in project delays and loss, developers are becoming keen to take advantage of project certifications to reduce the risks. This article describes the origin of certifications for the wind power industry, detailing applicable type certifications and project certifications, and discrepancies arising from applying different standards or guidelines, and serves as a reference for the utilization of certification for development of domestic offshore wind energy.

關鍵詞：離岸風力機、轉子與機艙總成、認證機構、型式認證、專案認證

Keywords：Offshore Wind Energy Conversion System, Rotor and Nacelle Assembly (RNA), Certification Body, Type Certification, Project Certification

前言
風力機的認證制度可溯及兩方面：（1）源自技術需求：在1973第一能源危機發生時，丹麥國內能源95 %來自進口之石油，為求未來能擺脫對石油之依賴，丹麥開始積極發展替代能源；雖然當時核能為主要選項，但由於風力機是丹麥人民DIY的草根（grass-rooted）性設備，因此風能在1975後逐漸取代核能。1978年丹麥的Risø國家實驗室成立風力機測試站，開始對丹麥的國產風力機進行技術及品質把關。當時市售風力機之額定容量多以100 kW以內為主，因此Risø測試站相當於今日之小型風力機測試場，如圖1所示；而配合此測試站之成立，丹麥政府自1979年起提供30 %的設備補助款給購買通過Risø實驗室測試認證的風力機之用戶。雖然開始時丹麥風力機製造商擔心Know-how外洩，並不情願配合，但在隨後的加州風電熱潮（California Wind Rush, 1982-1985）中，由於其他國家尚無風力機測試認證之要求，因此經過測試認證把關的丹麥風力機因品質較佳而在美國市場大獲全勝，使得丹麥從此開始執全球風電之牛耳，而風力機測試認證的口碑和權威性也因緣際會而隨之奠立，成為業界產品開發流程中之必經路徑及慣例。（2）源自融資保險之需求：在歷經30餘年的斬荊披棘，風力機單機最大額定功率由早期的數十kW逐漸成功地成長到MW等級，使風電場的規模接近常規之發電廠，而風電場的投資金額及設備壽期（通常為20年）亦使融資保險成為開發案中不可或缺的關鍵；為盡可能地確保風電場開發案的投資回收及風險能在掌握之中，融資或保險單位對開發商開出的基本條件之一是開發商必須採購已通過測試認證之風力機，而對規模較大之離岸風場開發計畫，融資或保險單位更可能要求開發商執行專案認證（project certification），以應付離岸風電風險及不確定性較高之客觀現實。另一方面，就設備本質而言，大型風力機的操作原理、系統架構、以及製程都比較接近造船產業，造船產業行之兩百餘年的船級（ship classification）規範及驗船之作法，也順勢導入風電產業，並形成由歐洲地區的船級社（classification societies）來主導全球風電產業認證的現象，如表1所示，因此基本上，全球風力機認證之商機及發展趨勢目前都掌握在歐洲地區的船級社手中。

此處須說明的是：就產業發展的歷程而言，認證之技術是來自於後驗（a posteriori）及事實（de facto）的積累，而其基本精神則是對被認證的對象之安全，以及在涉及操作應用此對象的人身與環境之安全進行把關。若產業規模日漸擴大且影響社會之發展，則此認證作業將逐漸形成法規或標準，並最終可能成為商業上融資或保險的一項作業要項。因此對於產品認證而言，事實上係針對習知或較成熟的技術或工程，在設計、材料、生產、品工、建造、量測、試車、營運等全程各階段進行嚴謹及繁瑣的評鑑與審查；但對於探索性或前瞻性的技術研發（含原型機製造），則通常僅會在安全方面把關，而不涉入設計或生產的評鑑。換言之，對於單純技術及原型機之研發，認證作業的要求並不繁瑣，故不致於在挑戰未知領域的技術創新階段成為絆腳石。
由以上概述可知，認證作業其實有出於技術之需求，亦有出於商業（融資保險）之需求；就風力機產業而言，丹麥Risø國家實驗室已於2000年退出風力機之認證業務，而目前對風力機的認證作業幾乎都是專業的民間單位－以船級社為主－來承接，就是認證作業由技術面遞嬗至商業面的典型歷程。