海面上的超大型離岸風機，是抵御氣候變遷和提高能源自主的瑪利亞之墻嗎?
本文由第二期能源國家型科技計劃(NEP-II)能源政策之橋接及溝通小組贊助，泛科學策劃執行。
從千年前的風車磨坊，到今日海邊偶爾可見的風力發電機。使用風力是個歷史悠久且成熟的能量來源。而因應氣候變遷的減碳需求，風力發電在發電過程中不排碳;建置完成后，又能自給自足不需仰賴進口，能降低國家對外的能源依賴程度。在未來幾年內，風力發電必然是個需要積極開發的能源選項。
然而，風力發電因為利用風的能量，除了會有因風速影響而有不穩定的問題外，單一風機的功率也不高，需要建置多架風機才能對全國或較大區域的用電量有所幫助。
佇立海中的超大型風車
離岸風機原理很直觀，實作略麻煩。目前的技術是利用深度在60m以內的海床，在海床上打入海底基樁，并在基樁上架設風機。同時也鋪設海底電纜，并視狀況來架設海上變電站與氣象觀測塔，最后將電纜連接回陸上變電站，并入陸上電網。
由于設置于海域上，對于空間需求與鄰避效應的壓力大大降低，因此可以興建更大的風扇來取得更多電力，也可以增加興建高度以避開受到地面磨擦力而減弱的氣流。就VestasV164風力發電機來說，他的風扇直徑長達164公尺，單一葉片的長度，就與A380客機的翼寬79.8公尺接近，國際能源總署(IEA)更預估在2020年時，風機的直徑將發展至252公尺。
從離岸風機的開發架設流程來看，開發單位首先須針對可能開發的地點，進行1-5年的開發前調查，此階段的調查需要研究當地的風能狀況、地震與臺風等自然條件，評估如鳥類遷徙等生態特色，以及水下噪音、施工質量等環境影響;以及因地制宜尋找或設計適宜技術與設備。
當評估可行后，再進行為期1-2年的海床基樁、海底電纜鋪設、風機與變電站安裝施工。安裝完成后的風機，還須持續提供如同汽車定期保養的「運維工程」，預計這些風機至少可使用20年。當然，當使用年限到了之后，這些離岸風機也需除役拆除，或是視情況重建或延役。
樂觀成長的國際趨勢
這些技術的進展與產業的成熟，伴隨著對環境的重視與經濟考慮的投資。近年來，全球陸域風力或是離岸風力都有著穩定的成長。全球風能理事會(GWEC)預估，2015-2018年間全球風力發電裝置容量預計會有12-14%的年成長率[8]。離岸風力在2014年全球也有1713MW的新增裝置容量，比起2013年有著24%的成長率。這些近年興起的離岸風力，主要集中在歐洲與中國。其中排名前三名的英國、丹麥、德國，就占了全球總量的77%。
2014各國離岸風機裝置容量排行
可以從這些名列前茅的國家，找到一些值得學習效法的特點：
英國
英國是世界上離岸風機裝置容量最多的國家。估計在2020年時，離岸風機可提供英國17%的電力供應。他的首要優勢來自于英國緊鄰北海與大西洋，是歐洲風能潛力最佳的區域，英國貿易投資署(UKTI)預計在2020-2030年間，英國的離岸風機開發潛能將超過40GW。
在政策面的支持上，2012年5月，英國政府推出了管制傳統石化能源、支持低碳能源的能源法草案[10]。經濟層面上，也由政府出面修改電力市場機制、提供財務支持、并說服銀行提高融資意愿，并規劃綠色投資銀行(GreenInvestmentBank)來協助離岸風機業者取得資金。然而英國并沒有制造離岸風機機組的產業，但英國本土企業利用過去強勢海權而打下的海洋工程基礎，在海事施工、海底電纜布纜與制造、整體工程承包監制上都有雄厚的經驗與規模作為發展離岸的良好基礎。
丹麥
丹麥是世界離岸風機裝置容量排行第二的國家，早在1991年就興建了世界第一座離岸風場VindebyProject[12]。丹麥也預計在2020年時，風力發電可達到全國50%的電力供應，甚至在2030年時淘汰燃煤與燃油，最終在2050年時，主要利用風力發電、生質能與其他再生能源搭配來達成完全使用再生能源的目標。
手機瀏覽網
