雙周刊 2020/12/07 作者：施懿倫

綠能是能源的未來，也是現今國家發展政策之一。今年在彰化與臺中外海的離岸風電已進入建置工程，相關的零組件等廠商，積極投入與研發，期以打入國際市場。

風電製造包含風力機的原材料、零組件、系統安裝及其他相關系統配件，如變電站、電纜、水下基礎建設等。隨風力發電的市場快速成長， 臺灣企業切入發電原材料及零組件產業為主，包含葉片樹酯、鑄件、變壓器等。原材料可分為鋼材、樹酯、玻璃纖維、碳纖維等原物料；零組件則為風力發電機的配件及次系統，如葉片、發電機、電力系統、塔架、齒輪箱等；風機系統則為大型及中小型發電設備等。

臺灣代表性業者包含永冠能源的風機鑄件、華城電機的變壓器、上緯企業的風電葉片樹脂、信邦的連接線材、東元的大型風力機系統等，臺灣風力發電產值以原材料、零組件為大宗。本期風電製造篇特專訪華城電機與永冠能源，從中發掘打入風電製造供應鏈的關鍵，以及產業布局的規劃。

華城電機 從機電統包工程走進風電供應鏈

51 年來，華城電機股份有限公司從小型到大型變壓器等電力設備製造起家，至今已成為重電設備中發電、輸電、配電的統包工程要角。隨著國家政策彈性轉身，一腳跨入風電產業的電力系統，卻後發先至且超前部署，這是來自企業不斷創新的經營理念。
華城電機早期投入離岸風電，於2015 年取得國內第一個海洋風電第一期 8MW 兩座離岸風力示範發電機組陸域變電站建置的統包工程，並於 2017 年完成併網運行；2018 年再取得海洋風電第二期 120MW 離岸風場特高壓 161kV 變電站及陸域電力系統統包工程；2019 年取得海能風電376MW 離岸風場特高壓 161kV 變電站及陸域電力系統統包工程。華城電機成為陸域電力系統統包工程具完工實績業者，也是離岸風場開發商最重視的條件之一，成功鋪路後續取得台電第一期離岸風電工程風機塔內升壓變壓器、電力模組設備組裝訂單等。

縮短交期 解決客戶需求
這些訂單與成績不是憑空而降， 華城電機總經理許逸德強調，與時俱進並為顧客解決問題是經營成長的關鍵。他以太陽能電廠為例，再生能源因有電能躉購費率的時間壓力及建置電廠的空間壓力，供應商的最短交期與開發商的投資報酬率息息相關。然而，偏偏重電的設備交到現地後， 需再於現地安裝、測試，因此在地化生產以縮短精簡時效成為主流。華城電機發揮創意，將各種變壓元件都放進 40 呎貨櫃箱中，想辦法解決散熱，這麼一來，預組式變電站（PV Box）貨櫃可拖到需求場地，幾個貨櫃就變成 1 個變電站，足足省了設備現地再組裝及水泥體工程的施工時間與費用。
如何達到縮短交期，從設計、製造、測試到安裝，各個環節都要掌握，許逸德透露了一個小細節。從廠房的設計開始，廠房的測試機器安排放置在中間，而非一般工廠的線性流水線布置，好處是可同步進行多機試驗，測試完成後可直接從不同的邊門同時把各種顧客所需的訂貨送出，這個小地方從廠房設計節省了裝貨配送時間。此外，變壓器及切換器的交期無法彈性調整，華城電機建立特有的「60％啟動機制」，只要有 6 成的把握就開始著手設計、長交期零件完成訂購前議價，並將客製化的產品做到最大程度的標準化，當備品可以標準化時，訂單到手就能縮短交貨期。

彈性應變 提升關鍵技術
華城電機的快速應變還可從中美貿易戰後看出，2018 年開始延燒的中美貿易戰，加上 2020 年新冠病毒肺炎疫情的挑戰，直接衝擊製造業，但許逸德卻分享公司二元化供應鏈的策略，第一階段美國對價值 340 億美元的中國大陸輸美商品課徵 25％懲罰性關稅就包含變壓器，華城電機武漢廠的產品於是轉攻一帶一路的電力工程，外銷北美的訂單馬上移回臺灣製造，減緩國際情勢帶來的影響。
除了彈性應變，華城電機重視關鍵技術的提升，先與日本日立製作所合資（華城持股 40％、日資 60％） 成立「日立華城變壓器股份有限公司」，生產 500kV 超高壓變壓器， 2019 年股權 100％移轉華城電機，從技術合作、取得設計 know-how 到效率生產，成功擴大營運，並陸續取得美國電力公司 530kV 775MVA 超高電壓超大容量變壓器等訂單。
華城電機也先後參與國際大廠的統包合作案，提供機電設計採購施工總承包（EPC）在國際工程案件的電力設備，要在國際上有競爭力，就得做到即使相關設備遠渡重洋而來，成本依舊控制在當地生產設備之下， 品質也不打折扣。外銷占該公司營收約 30％以上，從美國東岸賓州到西岸加州、澳洲及日本等，均有在地服務團隊。

離岸風電 在地國產化
鑒於政府力推離岸風電，提出優惠電能躉購費率等措施，如何在地化成為產業發展的關鍵。華城電機於2020 年 9 月 29 日與哥本哈根基礎建設基金簽署彰芳暨西島離岸風電計畫機艙組裝合約，致力落實機艙組裝在地化，組裝廠落腳臺中港，鄰近 36號風機預組裝碼頭，以利風機零組件裝載及運輸至外海場址，順利安裝。許逸德說明，塔架內電力設備、變壓器等需嵌於H 型鋼內，除散熱、傳輸及套管品質外，風機愈做愈大之下，也加深海上工程的難度，原陸域工程 3.6MW 的風機，離岸風機將朝 8MW、12MW，甚至 14MW 以上容量提高發電效率。主要的挑戰還包括至少 20 年零維修的保證，信用與可靠度均仰賴製造商的專業技術及風險管理機制，如電力設備塗裝系統的耐蝕性達到 C5M 等級等。
華城電機憑著核心重電技術，穩健的財務體系及研發人力，邁向區域內亞太供應商發展，放眼日韓菲印市場，目前臺灣員工 900 人及中國大陸100 人，其中150 多位技術研發人員，30 位專攻離岸風機的機電工程研發。2019   年營收超過四分之一來自綠能，將繼續爭取更高市占率。
許逸德更是語重心長地表示，臺灣企業要打進國際供應鏈需要倍加努力，創造在地產業關聯性，從國際技術的 know-how 引進，到 know-why 的自主研究，加上從足夠案件中累積經驗，打造臺灣最強的國家隊，才能真正打入風電產業的國際供應鏈。

永冠能源 以風電鑄件站上國際舞臺

永冠集團董事長張賢銘接下父親的企業時營運不盡理想，但是他了解堅持把品質做好是企業的 DNA，絕不輕易妥協。從塑膠射出成形機的鑄件開始，一路擴充產能，甚至遠赴中國大陸塑膠射出機的生產聚落浙江寧波等地設廠，為的就是要做世界第一的「永冠」。
而永冠能源集團副董事長蔡樹根從 30 歲就開始負責執行臺灣機械出口的檢驗、品保制度，一路從機械製品、工具機、到鑄造件大廠，從金屬中心談起，再跨進機械產業大門，遇上對品質高要求的董事長張賢銘，成為一拍即合的好搭檔。

誠信與品質掛帥
蔡樹根自 2002 年接下任務時，思索如何達成第一的任務，若無法在營業額及員工數上領先，就要在品質上做到世界第一，成為機械業各領域全球第一公司的合格供應商，所以他開始著手聯繫塑膠射出成形機全球排名前十大的客戶。適逢中國大陸經濟起飛追求歐洲先進設備，相關的保養維修產生市場需求，永冠的誠信應對與品質堅持很快成為歐洲客戶的協力廠商。
高效率及精度高的設備轉速也特別快，有些 4 秒鐘可打 256 個瓶胚， 整天無間斷，但高速下會產生疲勞， 金屬一疲勞就容易斷裂，所以鑄件的耐疲勞強度及應力都相當重要，設計者要選用合適的材料，如歐洲客戶多要求 GJS-400 球墨鑄鐵材料、日本及臺灣則以 FCD-450 為標準。蔡樹根分享，歐洲生產高性能設備的客戶評估供應商時，一定會先了解該供應商是否有能力運用失效模式與影響分析（FMEA）來制定生產作業流程及訂定品質管控標準作業，永冠能源向來重視工廠流程設計、現場管理，當時也已能運用 FMEA 來制定生產作業流程及訂定品質管控標準作業，因此立即贏得客戶的信賴。
蔡樹根補充，妥善的管理，生產出來的東西才會是好的。因為秉持相同的理念，也與德國鑄造協會理事Dhonau 成為好朋友，2005 年歐美風電系統商到中國大陸發展時，Dhonau 便推薦歐洲風電設備商找永冠，如與西門子歌美颯一合作就是十幾年。其他風機大廠如美國奇異能源、德國 Nordex 及三菱重工維特斯等都是永冠的客戶。

大型離岸風機鑄件商機
抓到風機的鑄件商機，金屬二次加工廠永冠能源將生鐵及廢鋼進行鑄造及機械加工等二次加工，提供風機底座、輪轂、軸承座、減速機內扭矩臂及行星支架等鑄件，產能不斷擴充。2020 年 8 月投資 52.2 億元在臺中港區建設新廠， 生產 14MW 大型離岸風機鑄件，預計 2022 年 4 月投產，第一年產量 1萬公噸、到第三年可達 4.5 萬公噸持續增加，二期工程投入後可望達到每年 8 萬公噸產量。港邊能就近供貨給西門子歌美颯臺中港區機艙組裝廠， 且以臺中廠作為亞太區大型風機的供應據點，亦可外銷歐美及亞太市場。
要抓住客戶且持續下單，二次加工的材料也絲毫不馬虎。風機在運轉時會有震動，考驗鑄件的疲勞強度，球墨鑄鐵因塑性和韌性高，能取代鋼的材料，常用於鑄造受力複雜，韌性、強度及耐磨性要求較高的零件，所以蔡樹根解釋，每平方毫米的球墨數值愈高，對抗金屬疲勞的能力愈強。目前永冠能源的球墨數可達 200 至 300顆，高於一般鑄造廠。強調生產高品級球墨鑄鐵，生鐵及廢鋼都要嚴格控制反球化元素的含量，公司為了控管材料的品質，特別從瑞士購買化驗的設備，可檢出金屬元素成分達到 ppm 百萬分之一水準。

材料鑄造檢測不馬虎
除了材料適合外，永冠能源還採用超音波檢測設備檢查鑄件內部缺陷的合規性，因鑄造施作時多少會發生缺陷，冷卻較慢的地方會產生孔洞之類的缺陷，這些缺陷易造成金屬疲勞斷裂，所以冶金技術要確保金屬內部組織均勻，透過超音波可檢查金相的每個內部細節。塗裝標準也要符合 ISO12944 要求。
永冠能源從手工造模、鑄造、加工、噴塗及組裝，提供整套生產服務，蔡樹根強調，看好綠能產業的未來發展性，應群聚系統商、牢固供應鏈。產業要提高競爭力，除了自身的技術提升，並鼓勵歐臺協力廠商技術合作，建立嚴謹的行業標準，確保品質、交期，依循環保、安全與衛生管理體系（EHS），「只要『綠電』這條路一定會走下去， 因為他沒有使用石化原料。」暗喻將來沒有使用綠電的產業，恐怕都難長久做生意。

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