社區型發電重新登場 「小水力」的現在進行式共同企劃：低碳生活部落格、環境資訊中心；文：王迺卉（台大環工所博士生、台達基金會低碳生活部落格寫手） 小水力系統可以說是社區凝聚力的展現，帶動居民對地區性水域、發電、減少碳足跡等當責（accountability）的環境意識。…..但我們仍不免思索，小水力能否與生態保護並進？ 台灣早在1909年就開始運作小水力發電廠，至1983年，全台共有25處商轉中的小水力發電廠，2016年已達47座，同年台電又與水利署水資源局合作，盤點全台共13處的小水力發電場址。一但啟動商轉，裝置容量可達27MW，預計在2025年將我國水利裝置容量提升到2150MW。 小水力發電在台灣發展的優勢還不少。包括可於偏遠地區供電、屬潔淨能源且碳排量低；相較於2萬瓩以上之水力發電設備，小水力發電設置對環境衝擊較小，因此環保意識抬頭後，民眾接受度較高；且在有水的情況下可24小時發電，比太陽能發電時間更長，供電量更多。因此自2016年開始，國家能源轉型計畫中，小水力逐漸成為水力發電的重點項目。 然而，受氣候變遷影響，旱澇交替，降雨不確定性增加，年雨量下降，水力供電不穩的狀況越發頻繁，因此小水力發電無需蓄水，改採「逕流式」發電，成為氣候衝擊下的新解方。 除了廣佈的農業灌溉渠道可設置小水力，其他水利設施或農業用的尾水、民生污水和企業或工廠的放流水、自來水的水源頭及放流水、河川水都可運用。根據小水力聯盟2019年的統計資料，全台共5135處潛力點，潛在裝置容量約為2683MW。 由於使用土地不多，在地居民無需流離失所，也因此能維護人民使用土地、水和能源的權利，並且成為貧困地區的發電契機。 例如，剛果民主共和國的修女吉薩（Alphonsine Ciza），就帶領志工為周邊城鎮提供小水力，解決當地供電供水不穩定的狀態，提升生活品質。英國Stockport小鎮的水力發電，更呈現小水力可以是社區居民凝聚力的展現，帶動對地區性水域、發電、減少碳足跡等當責（accountability）的環境意識。 展望小水力發電未來 應當留意生態觀察在台灣，小水力發電陸續商轉之際，台水、台電、民營電廠都積極投入，在系統建置上正由上而下推動小水力市場的活絡，彙聚資金、調整政策、以及提升再生能源躉購費率，或舉辦大學以下的小水力設計比賽，鼓勵一般民眾參與。也有民間組織正由下而上積極活化與政府與企業溝通的管道。 但我們仍不免思索，小水力能否與生態保護並進呢？ 目前台灣小水力相關的生態觀察資料相對缺乏，歐洲河流組織（European Rivers Network）以法國案例提醒，小水力開發與水環境修復政策存在矛盾，可能使低流量的河流更加脆弱。也因此，我們不得不多加留意這些小規模且「遍地開花」的干擾，對生態會有什麼程度的影響，也需持續觀察政府宣示活用現有渠道，且不開發「天然河川」以滿足用電需求的底線。 什麼是小水力發電？ 台灣「再生能源發展條例」的規範，規定圳路或既有水利設施，設置未達2萬瓩以下為小水力發電系統。 台電則將1000瓩以下設施稱為迷你型水力發電，100瓩以下的設施稱為微型水力發電。 作者王迺卉，專攻氣候變遷環境政策、永續都市設計、永續飲食、都市食物森林。也和另一半養育著三個孩子。駐足過中原大學特教系學士、台大環工所碩士、以及美國巴爾德學院環境政策中心碩士，目前是台大環工所博士候選人。正為都市帶入自然而努力。  台灣多山多雨，超過 3,000 公尺以上的高山達 268 座，年平均降雨量約 2,500 毫米，為了保留且善加利用水資源，同時又能達到發展再生能源目標，「小水力發電」將是未來的重點之。水律能源也與日本資深水電公司合作，和日本小水力株式會社（JSH）攜手合作引入 20 年來的小水電開發與維運技術。 JSH 在日本發展逾 20 年，目前水律已經與 JSH 跟 Rehart Power、CINK、HydroWatt 水輪機公司締結小水力開發與技術合作的多邊關係，提供一站式服務能力，逐步將國際主流小水力開發技術導入台灣實際案場。 根據統計，台灣小水力發電可開發量約有 12G，相當於太陽能 72G 的裝置容量。水律 2018 年起即與日本團隊環島數圈，透過系統性的評估與分析，挖掘出台灣短期內可開發 2.6G 的潛力點。 （Source：水律） JSH 社長半田宏文表示，台灣跟日本都是島國，且台灣超過 3,000 公尺以上的高山 200 座，日本只有 21 座，台灣年平均降雨量也僅次世界第一個印尼，相當適合發展小水力發電，認為一定可以蓋更多小水電。未來將把在日本多年來的技術累積、維修設備經驗，傳送給水律。 那麼怎麼樣才算是「小」水力發電？按照台灣的定義，為透過河川、農田圳路或污水處理既有水利設施，設置容量小於 20,000KW （20MW）以下水力發電系統便是小水電，水律能源執行長陳谷汎指出，台灣小水力發電已開發 2GW，未來也將瞄準一般河川與農業水圳的場域設置小水電。 不過目前台灣的小水力發電學習曲線才剛開始，半田宏文認為現階段重點不在於要開發多少容量，而是先設置第一座電廠，實際展開並傳承維運作業，包括小水電廠一年電廠檢修幾次、需要哪些零件，這些都跟選用的水輪機型有關。 而水律除了與 JSH 攜手合作引入國外的水輪機，也自行開發可模組化推廣的「阿基米德水輪機」，目前一座水輪機容量約 2kW。 對於新興技術，從案場開發到建置需要兩、三年的時間，所費不貲，但一座小水電通常規模可達 500kW，年發電量可達 400 萬度左右，目前水律能源開發中的小水電容量已達 30MW，平均一座小水力發電廠裝置量為 100kW～2MW。 水力發電是碳足跡最低的再生能源技術，水輪機也是金屬結構、使用壽命長也不會耗能問題。半田宏文指出，水力發電是 24 小時持續發電，在同樣裝置容量的條件下，小水力一天的發電量估算起來為太陽能的六倍左右。 JST 公司位於全日本日照最多的山梨縣，過去山梨縣山區一度「長滿」太陽能板，但太陽能板單位面積發電容量不高，要蓋一座具規模的太陽能電廠往往需要大量的土地，由於過於擾民，目前山梨縣已經下令禁建太陽能電廠，半田宏文點出，現在太陽能在日本反而是不受歡迎的，太陽能電價也都掉到 10 日圓以下。 （首圖來源：科技新報） 科技新知，時時更新 2021/10/31 10:24（10/31 17:46 更新） 為擴大綠能生力軍，台電祭出水力發電廠「迷你化」，選定10個場址執行小水力計畫，打前鋒的鯉魚潭景山電廠力拚明年初併聯發電，圖為電廠現場。（台電提供）中央社記者曾智怡傳真 110年10月31日
（中央社記者曾智怡台北31日電）台灣上半年歷經百年大旱，連帶影響水力發電不給力，考量地理環境限制與民情，台電祭出水力發電廠「迷你化」，選定10個場址執行小水力計畫，打前鋒的鯉魚潭景山電廠力拚明年初併聯發電，有望每年滿足2.7萬家庭用戶電力需求。 近年能源價格變動大，綠色環保意識及永續發展觀念抬頭，目前包括台電、各級水利單位及農田水利會等均配合政府能源政策，推動小水力發電計畫，朝2025年達再生能源占比20%目標前進。 小水力機組裝置容量為2萬瓩以下，僅大型水力發電廠一座機組的1/3或更低，儘管規模小，對環境友善、工程簡易且工程成本較低。 台電接受中央社記者採訪時表示，台灣因地理環境限制，現在要開發傳統水力並不容易，綜合環評、環保與民情顧慮等因素，「大型水力很難再施工」，因此朝向利用既有水力設施，包括水庫堰壩、水力電廠、灌溉渠道等來發展小水力，達到小兵立大功效果。 台電說，近年積極尋找全台小水力潛能廠址，研究設置小水力發電機組的可行性，篩選出具開發潛能的廠址；目前執行中的小水力廠址合計10處，裝置容量共計2萬6011瓩，預計至112年間陸續商轉。 台電表示，10處場址商轉後目標年發電量為113百萬度，以去年每戶月平均339度計算，可供約2萬7千名用戶1年用電；若以經濟部能源局電力排碳係數計算，年減碳量達5萬9917公噸。 景山發電廠 有望成為全台首座跨機構合作小水力台電指出，率先完工的將是鯉魚潭水庫的景山發電計畫，目前已在收尾階段，原訂年末併聯發電，但因疫情邊境管制影響，國外技師12月才會來台，預估經歷1個月左右試運轉測試後，明年初可併聯發電。 事實上，景山電廠在106年開工後，挑戰就沒停過，像是開挖遇大礫石、地下室施工雨季積水等，後又遇上COVID-19疫情、百年大旱兩個「大魔王」，可謂「一波未平一波又起」，技師來台裝機測試時間只好一再延後。 全台小水力發電計畫的水力電廠共10個場址，除鯉魚潭水庫景山發電計畫外，還有湖山水庫、集集南岸二、石圳聯通管、集集南岸沉砂池、集集南岸九號跌水、集集南岸十號跌水、集集南岸十一號跌水、集集南岸三及集集南岸四。 台電指出，目前小水力發電規畫場址中，除景山及湖山水庫是在水庫旁，靠水庫放水供民生及灌溉用水時，同步進行發電，其餘廠址皆是在既有灌溉渠道旁建置小水力機組，且不影響原灌溉功能。 換言之，這代表可達到既不影響原民生及灌溉放水，又增加綠能發電量的效果，還能藉此培養國內小水力建置及運維人才，甚至達到防災功能。 台電舉例，日本北海道因冬季寒冷，部分家戶自行建置結合風力、太陽能、水力發電機組，平時可將發電量儲存起來，「下雪線路斷掉的時候，就有電可用」，或者可直接供給照明等日常用電；遇突發天災時，則有備援用電可對外聯繫。 台電打造微水力測試平台 下一步建立認證機制除了小水力之外，還有裝置容量更迷你的「微水力」，兩者功能不大一樣。台電說，小水力具經濟價值，微水力機組則主要為demo（示範）作用，供台電人員練兵及民眾參觀電廠用，教育意義可見一斑。 台電表示，微水力場址一律從現有水力電廠找，目前台電微水力分布在桂山、萬大、東部、明潭、大觀及高屏等電廠，已完成12部微水力機組建置，累計發電量13.3萬度電；發出的電直接併入廠內電源系統，供給廠內設備、馬達、風扇、冷卻水等用電。 為發展綠能生力軍，台電善加利用蘭陽電廠發電尾水，今年4月投資1500萬元於尾水道打造全國首座流速型微水力測試平台。台電說明，「流速型」機組指利用自然水流動能，轉動水車產生電力；相較於水位落差發電的「水頭型」微水力，流速型規模較小，因初期投入成本較高，較缺乏開發誘因。 因此，針對有意投入開發微水力機組的業者，台電表示，他們可將設計出來的機組放上測試平台，利用附近天埤機組調整出力控制渠道水深、流速和流量等，並結合河道裝設的量測儀器，偵測流速及發電機的電壓電流功率，檢驗機組效能。 台電補充，一般機組設計出來後，可根據流量、流速等數據，換算出理論發電量，但仍須透過實作機制，驗證是否真能達到理論值以及測出實際效率，這也是測試平台用意所在。 訂閱《早安世界》電子報 每天3分鐘掌握10件天下事 請輸入正確的電子信箱格式 訂閱 台電說，目前微水力測試平台已訂定試驗服務條款，類似申請辦法，也陸續有幾家廠商前來詢問，後續將尋求經濟部標檢局與能源局等協助，建立有效力的認證機制，因為僅用電腦模擬可信度不足，「這樣廠商出去跟人家談（生意）才有個譜」。 台電透露，未來會繼續挖掘台電轄下水力電廠既有水利設施的潛能廠址，設置簡易小型及微型川流式水力發電機組，同時尋找其他傳統水力電廠合適地，目前花蓮萬里、北克萊、大馬等3處都在名單中，將再進一步執行相關調查評估，雙管齊下擴大綠能生力軍。（編輯：林淑媛）1101031 本網站之文字、圖片及影音，非經授權，不得轉載、公開播送或公開傳輸及利用。 |
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