2023.11.25 05:58 臺北時間

【產業前鋒】離岸風電吹起風機零件大潮 金屬加工台廠趁勢華麗變身

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離岸風機大尺寸化後,零組件生產品質要求更嚴苛,帶動俗稱「翻砂」的金屬鑄造技術升級,新商機浮現。圖為西門子歌美颯風機機艙組。(翻攝Siemens Gamesa臉書)
離岸風機大尺寸化後,零組件生產品質要求更嚴苛,帶動俗稱「翻砂」的金屬鑄造技術升級,新商機浮現。圖為西門子歌美颯風機機艙組。(翻攝Siemens Gamesa臉書)
淨零碳排浪潮造就離岸風電等再生能源興起,隨風機尺寸不斷加大,零組件生產品質要求也更嚴苛,帶動俗稱「翻砂」的金屬鑄造技術升級,為傳統金屬加工業注入新生機。
本刊調查,成立了52年的永冠能源,憑技術與經驗擄獲全球前3大風機廠芳心,日前已正式量產國內首個輪轂交付歐洲客戶,而永冠成功的背後,立式車床加工廠榮田精機等業者也幫了大忙,台廠群策群力,要趁亞洲各國發展離岸風電之際,上演華麗變身。
距離台中港101號西碼頭不遠,一座占地20公頃、高達15層樓高的挑高廠房,隔著環港路與台電台中火力發電廠相望。記者進入廠區,除了看到許多忙碌的工人,一台台大型模具、車床等加工設備機台立刻攝住目光。原來,這裡是本土金屬加工大廠永冠能源集團,為響應台灣離岸風電國產化政策,一手打造的本土輪轂、機艙底座等鑄造基地,投資金額近60億元。
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輪轂、機艙底座、軸承座、齒輪箱等風機鑄件,是運轉過程不可或缺的零件,一旦損壞風機就轉不動。(翻攝Ørsted臉書)

鑄件要求高 新廠更環保

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台灣具有優異的風場條件,加上政府力推國產化,吸引歐美風機業者紛紛尋求與鑄件老台廠合作。
「為因應風機朝大尺寸發展,新廠除了挑高,我們還在地底下挖出像游泳池這麼大的基樁,這些大型設備得具備900噸以上的承重力,看不見的(地下)才是最貴的投資!」帶本刊參觀的永冠策略長李奕蒼,回憶建廠過程時說道。「多數人認為鑄造是傳統行業,但在風電絕不能這樣看,論投資金額,我們可是台中港風電專區前3名。」李奕蒼語帶微詞地告訴本刊並強調,鑄造看似僅將金屬熔化後倒入模具,經冷卻加工處理做成鑄件;然而,一座風機要求至少10年內不能生鏽,噴塗不是大家想像中噴一噴漆就好,有多種工序要求。
本刊調查,台灣近年來憑藉優異的風場條件,又遇上美中對抗,再加上政府力推國產化,歐美風機業者展開台灣布局,正替鑄件老台廠注入新生機。
「風電起步早的歐洲,風機鑄造業相當成熟,但當地廠房老舊,大多使用高碳排的碳化爐,不符環保。反觀亞洲尤其中國,因政策積極推動風機國產化並要求大幅投資,過去十多年吸引歐美風機業者上門尋求合作,而且使用的是較環保的電爐,逐漸成為市場新勢力。」金屬中心金機組專案經理呂金原,向本刊分析全球風電鑄件生態時說。

轉型做風機 永冠拚認證

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永冠能源響應台灣政策鮭魚返鄉落腳台中港,並與長期合作的西門子歌美颯簽訂本土化風機鑄造合約。(永冠官網)
他也向本刊補充,風機鑄件包括輪轂、機艙底座、軸承座、齒輪箱(箱體、扭力臂、行星架),是運轉過程不可或缺的重要零件,缺少或損壞任何一個,風機就轉不動。所謂輪轂,呂金原生動地形容,它像飛機前面的頭,用來插上3支風機葉片,風一吹,輪轂扮演受力來源。
在離岸風電帶動的零件需求下,永冠帶著在中國20年多來被歐美一線客戶磨練的一身「好武功」落腳台中,「除了降低區域風險,更重要是響應台灣(國產化)政策,但我們目標市場絕對不只台灣。」李奕蒼強調。
1971年成立的永冠,早期產品包括塑膠射出成形機、工具機,「因中國同業殺價競爭,約莫2000年左右,公司開始思考轉朝高階產品做出區隔,2004年,先從火力發電切入再延伸到風電。」李奕蒼回憶。他也指出,當時公司曾聘請任職歐洲知名金屬鑄造廠的一位冶金博士擔任顧問,偶然間,透過顧問得知西門子(Siemens)的火力發電業務想找歐洲以外供應商,遂主動接觸,並成功爭取到合作機會;闖出名號後,維斯特(Vestas)、西班牙歌美颯(Gamesa)的陸域風機訂單也找上門,後來因西門子與歌美颯合併,正式切入離岸風電。
「火力發電當時對鑄件品質要求比風電高,奠定永冠深厚的內功。不過檢測、認證這一關,風電一點也不馬虎,甚至更嚴格,讓許多老師傅吃足苦頭。」李奕蒼說:「傳統鑄件的品質認證,好壞常憑老師傅經驗,看一看顏色,用手敲一敲,或用尺去拉,但這一套對講求嚴謹科學的老外是行不通的。」為了符合國際級的認證標準,永冠還送同仁們前往國外培訓。

本土供應鏈 邁向兆瓦級

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成立36年的榮田精機是國內唯一提供大尺寸風機鑄件加工設備廠,早在多年前就插旗歐洲走入國際。圖為榮田精機總經理陳政鈞。
所謂國際級檢測,其實跟檢查人體很類似,得透過類似高層次超音波探測器檢查內部有無缺陷,有時還得拍X光,「我們有一台可檢測尺寸達直徑8公尺的風機鑄件,當時是亞洲最大。」李奕蒼驕傲地說。
透過不斷投資,永冠逐漸拉開與同業的技術差距,今年8月,永冠台中廠已交付國內首個9.5兆瓦風機輪轂給歐洲客戶,明年則配合西門子歌美颯台中機艙廠,供應14兆瓦風機用鑄件。
呂金原表示,國內離岸風電進入第三階段區塊開發第二期開始走向兆瓦級風機,鑄件特殊,投資也更大,連帶在加工設備成了軍備賽。
值得注意的是,「過去風機生產設備9成來自歐洲,但現在永冠廠房已有一台處理車銑刨磨等複雜工序的立式車床,是來自國內榮田精機,顯示風機鑄件的本土供應鏈已開始成形。」呂金原口中讓永冠獲得國際大廠青睞的本土供應鏈,正是來自高雄湖內區的榮田精機。「台灣單價破億元又全自製的加工機沒幾台,我們出貨給永冠、可加工盤面直徑6公尺的立式車床就是其中之一。」榮田總經理陳政鈞難掩驕傲地說。

榮田下重本 開發大車床

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風電產業成長性高,零組件認證嚴謹,可望帶動台灣傳統黑手產業再次進化,躍上世界舞台。(翻攝Vestas臉書)
陳政鈞表示,榮田成立36年,一直定位走高階利基應用,並以中、大、圓形鑄件加工作為設備載體,目前在航太應用已外銷歐洲多年,2006年適逢歐洲發展風電,經客戶推薦獲當地鑄件業者青睞。回首來時路,陳政鈞感性地說:「當時風機雖不大,客戶剛開始也會怕,就先從外圍一般零件,慢慢做到軸承等精密零件,即使如此,也是花了3年才取得嚴格認證。」
在取得永冠訂單前,榮田早在歐洲風電市場插旗,並隨著歐洲客戶轉戰中國。然而,隨著風機變大,挑戰也一波波而來。陳政鈞回憶道,2012年,風機鑄件直徑從2.5公尺加大到5公尺以上,生產難度大幅增加,但因為也沒有回頭路,只能往前。「當時,父親(陳松田、榮田董事長)決定砸下新台幣2千萬元到加拿大取經,請當地工程師幫忙開發超大型立式車床。」陳政鈞說。
「會做汽車不見得會做卡車。」陳政鈞說,如同汽車有幾十萬元,也有幾百萬元等級,斥鉅資就是要讓公司放膽挑戰工藝水準更高的大尺寸立式車床,為了讓台灣在全球市場爭得一席之地。從永冠到榮田,台灣傳統黑手產業正靠著離岸風電風潮,獲得再次進化、躍上世界舞台的機會。
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更新時間|2023.11.25 05:59 臺北時間
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