大小水力　各擅勝場

隨著氣候變遷、全球暖化，保護生態環境、降低污染排放已成國際共識，使得再生能源發電成為能源發展中最受重視的一塊。水力發電於綠能時代更顯價值，它所具備的永續、低碳及兼具儲能特性等優點顯而易見，雖然會受到先天的環境影響，但以臺灣來說，利用自有水力，於上下游配合不同地形，藉由各種型態的發電裝置，讓珍貴的水資源，除了供應民生、灌溉之外，更發揮多次發電與穩定供電的重要角色。

首座小水力機組上線 開啟小而美新世代

重視環境保育及永續發展是全球共通的趨勢，台電為平衡能源與生態的需求，參考國際案例，發揮研究精神，引導電廠走向小型化、迷你化，並在民國103年起與水利署合作共同推出小水力計畫。小水力的開發不僅能降低對生態的影響、開發成本較低，又能達到供電的效果，可說是一舉數得。因此台電利用原有水庫、堰壩、灌溉渠道，以及水力發電等既有設施為方向，選定了10處具有發展潛力的廠址優先開發。

今（111）年位於苗栗鯉魚潭水庫的景山小水力機組，以及雲林斗六的湖山小水力機組，都已陸續通過720小時的試運轉。台電表示，目前景山及湖山小水力機組均已就定位，有望在今年年底前正式商轉，屆時可供應上萬戶家庭用電，為臺灣小水力發展向前跨了一大步。

通盤規劃水力利用率 水力發電再登舞台

近年，各種因素疊加的結果，使得高溫期變長、氣候變遷顯著，也使得世界各國聚焦於如何讓地球降溫。在維持現有生活模式，同時又能兼顧供電穩定的多重考量下，各種發電方式中最古老的水力發電，再次登上舞台華麗變身為綠電主角之一。

隨著技術的進步與創新，水力發電模式從早期的慣常水力發電，演變有了抽蓄儲能、小水力及微水力。慣常水力發電運用大水流推動水輪機發電，只要情況允許，就可以1天24小時不中斷發電，是最傳統的發電方式。抽蓄儲能電廠需要有上、下池，兩池的水循環用於發電；通常於尖峰時間從上池釋水發電，離峰時間再將下池的水抽回上池儲存，由於抽蓄電廠是以儲能的概念存在，因此只在接收到調度指令時才發電。

小水力及微水力則是新的發展，利用既有的水利設施，規劃施作適合的土木結構，再選用適當的發電設備即可。雖然小、微水力的發電量較低，其優勢在於相較前述兩種水力發電，對環境的衝擊小、工程較簡易快速、建造成本較低，同時也能將水資源的利用極大化，是一種相當經濟又環保的發電方式。

臺灣水資源豐富，除了灌溉，提供民生與工業用水外，在上游處也多建有大型慣常水力發電廠，如今又多了小水力及微水力，將一滴水的價值運用到極致，珍貴的水資源，再也不浪費！

跨機關傾力合作 攜手佈建小水力

水利署中區水資源局局長張庭華表示，配合政府能源政策，水利署與台電通力合作開發小水力。台電負責供應全國電力，佈建輸配電網，水利署負責水資源調查、開發、利用、保育、經營管理及統籌調配等事項。水利署除了提供水源給台電發電外，亦盤點有水頭落差、具發電潛勢的地點，讓台電做進一步的可行性評估，待廠址確定後，再就權管範圍提供經管土地及撥用所需用地，作為電廠的基地。除協助取得用地，並與在地民眾充分溝通，使民眾了解權益不僅不受影響，還能有助於綠能發展，因此也支持相關計畫。張局長強調，雖然台電運用水利署轄下設施發電，但仍需以供水為主。

台電目前對於水力發電的通盤規劃是從抽蓄儲能、小水力到微水力，依據不同的目的，把水力利用極大化，同時分短、中、長期來訂定階段性目標。

台電副總經理郭天合表示，由於臺灣缺乏天然資源，大部分能源需仰賴進口，早期以開發大型慣常水力發電為主，惟大多需要建設水庫、水壩或攔河堰等大型土木工程，且近年來因水資源及土地多已開發利用，而對環境保護要求提升，亦使慣常水力發電計畫開發相對困難；因此，現階段利用水庫堰壩、灌溉渠道、水力電廠等既有設施設置的小水力機組，以日常供電為主要短、中期目標。

長期目標則除了持續開發水力電源外，也為解決再生能源發電間歇性供電的特性，利用水力可抽蓄儲能的特質，達到削峰填谷、提升供電穩定度的目標。此外，加高現有水庫壩體以增加蓄水容量，亦可達到提升發電量之目標，例如目前已在規劃將明湖下池水庫壩體加高1.9米，以增加水庫容量，明湖下池水庫也是臺灣最早建設的兩座抽蓄下池水庫之一。

微水力 在需要的地方綻放光明

目前台電區分微小型水力的標準，是發電量在2萬瓩以下稱為小水力，另一種是100瓩以下者稱為微水力，兩者屬於近幾年較新穎的電力開發模式。微水力因發電量小，故不在台電優先開發之列，如民間有意開發，台電可提供無償的諮詢服務，甚至可做免費技轉。

遍佈於各地河川和灌溉水圳的微型及小型水力，發電風潮初起，民間就有意參與開發，在多次溝通討論後，有了民間與台電皆可開發的共識，同時台電亦有領頭的作用，希望帶領國內廠商投入相關產業，發展國內自有小水力產業。

微水力發電方式大致可分為水頭型及流速型。水頭型的發電主要是利用上游與下游之間的高低落差進行發電，當水從高處往低處流時會因位能產生電力。流速型則是利用渠道或是圳路下降的坡度形成流速，藉由水流衝擊水輪機，進而達到發電的效果。由於水輪機可直接設在渠道之中，開發相對簡易，並具有工程費用低、安裝期短等優點。

微水力雖然相當迷你，卻有一項過人的優勢，利用微型水力裝置，社區可自行裝設後提供社區用電，發展成微電網，成為生活的一部分，在大電網不及之處，有其存在價值。因此，台電在多個水力電廠均設有教育展示及宣導用機組，開放民眾、團體參觀及學習微水力的知識，可自行加以運用，藉此達到能源與環境教育的目的。

目前東部發電廠立霧、清流微水力、蘭陽發電廠微水力、大觀發電廠向天圳等12處，研發微水力機組已有初步成果，相關設計技術經驗將錄製影片公開分享，推廣微水力發電。此外蘭陽發電廠亦建置流速型微水力發電機組測試平台，提供民間廠商測試機組性能；東部發電廠更自行設計並成功製造了微水力機組，可提供免費技轉，並以輔導及協助的角度促成民間開發，共同推動臺灣水力發電產業。

小水力不容小覷　充分利用每一滴水的價值

相較於大型水力發電廠，小水力發電裝置單純許多，通常只需相對簡易的土木結構、取水設計及相關電氣設備即可。而小水力發電主要是利用水的位能及動能，藉由強勁水流衝擊水輪機進而達到發電效果。因此，水輪機的選用就相對重要，必須配合開發廠址的設計、水頭及設計流量等條件，選用相對應的機型，如景山、湖山及石圳聯通管小水力機組採用法蘭西斯式水輪機，集集攔河堰沿岸小水力機組則多使用燈泡式水輪機。

電源開發處水力電源組課長吳思緯表示，小水力潛力廠址的流量需相對穩定，並具有一定程度的跌水落差或坡降（約2%~4%以上）較具有開發價值，但仍需進一步做可行性研究，針對發電效益、工程可行性、水權及土地取得、環境衝擊性、財務等評估後才能確認是否具開發潛能。為了尋找具發展小水力潛力的廠址，台電從水利署提供的數百筆資料中一一梳理，先期以具有開發潛能、具經濟效益等為主要篩選條件，留下一些較具可行性的地點，再透過現勘持續縮減名單，經過正式的可行性研究調查後，盤點出十多處地點。

這十多處裡包含了「水庫式」小水力及「水路式」小水力兩種，「水庫式」小水力多半為當初建造水庫時，已將發電納入考量，而預留部分管線作為發電管路使用，故可利用既有水庫已完工之取水工及輸水管路等現有水利相關設施，再增設壓力鋼管、水輪發電機組、簡易廠房及尾水路等相關設施，即可發電。「水庫式」小水力廠址難覓，因此數量也較少。「水路式」小水力係利用既有圳路、渠道等相關設施，以繞道方式（By-Pass）布置連結既有水利設施，再增設引水路、前池、溢流退水路、進水暗渠、水輪發電機組、簡易廠房、尾水路等。

兩種模式所利用的既有水利設施不同，規劃考量亦略有差異，如水庫式因落差較大，需考量水錘效應是否對水庫營運安全產生影響；水路式則需考量不能影響原有的灌溉及民生用水，也不能干擾水利設施現有操作模式，更不能破壞既有設施或堤防的安全。雖然需要考量的細節較多，多方往來亦較繁瑣，但小水力不僅有效利用潔淨自產水力資源、增加電力系統供電能力，並可提高既有設施整體之營運效益，依然具有很大的吸引力。

水力抽蓄儲能　穩定供電的關鍵拼圖

因再生能源發電的間歇性特質，水力的運用衍生出另一種重要模式，就是抽蓄儲能水力發電，顧名思義，利用水做為儲存電力的一種特殊型態發電廠。

慣常水力發電的模式，是引水進入電廠發電後，水再從出水口排入溪流中繼續往下游流去。抽蓄發電廠則是利用上、下池的落差進行水力發電，發電後的水流入下池儲存，於離峰或有多餘電力時，將下池的水再抽回上池，如此循環不已的利用水力發電。在民國74年及84年，台電已有明湖（今大觀二廠）及明潭兩座抽蓄水力電廠，相隔近40年，如今再度規劃抽蓄水力電廠，自有其獨特的環境與背景。

依據國家能源政策，再生能源發電成為發展重點，再生能源大多取自於大自然，如風、太陽等，但這些能源難以隨著用電需求調整量能，因此容易產生發電量過多或不足的情況。這樣的特質也會使再生能源併入電網時，對電力系統造成衝擊，因此如何穩定電網及調度電力成為台電的重要課題。而抽蓄發電廠可於用電尖峰時進行發電，在離峰時儲存電能的特性，正好能緩解、平衡再生能源所欠缺的穩定性。

隨著未來再生能源占比提高，水力發電的角色可能逐漸轉型，除了正常型態的發電之外，配合再生能源調度救急的價值將逐漸彰顯。台電專業總工程師兼發言人吳進忠表示，再生能源的不穩定性，需要搭配儲能才能確保供電穩定，而儲能又分為電池儲能及抽蓄水力儲能，兩者運用的時機不同。電池儲能反應快速，同時也有削峰填谷的功能；而水力儲能具備安全、量大、持續時間長，甚至可開發為觀光景點等，兩者各有優勢，不應偏廢。他指出，現有的抽蓄水力其實已可應付目前再生能源的發電量，但台電必須看得更長遠，現在建置的抽蓄水力，是為未來再生能源占比拉高預做準備。

抽蓄儲能發電廠的發展勢在必行，除了原本在日月潭的大觀二廠及明潭抽蓄水力發電廠之外，台電也積極找尋合適的地點規劃建置抽蓄水力發電廠。經過前期的可行性評估及勘查後，德基水庫及谷關水庫之間的水位落差，相當適合進行抽蓄發電，「大甲溪光明抽蓄水力發電計畫」應運而生，目前計畫已奉行政院核定，進入二階環評的階段，若能順利通過，可望在123年商轉。

除了「大甲溪光明抽蓄水力發電計畫」之外，另一個也在積極推動中的是「石門抽蓄水力發電計畫」，規劃將石門水庫作為上池，後池堰作為下池，設置2部抽蓄發電機組，若環評通過後，預計將在121年商轉。

若各種電源是穩定供電的拼圖，則水力抽蓄儲能就是其中關鍵的拼圖。未來兩座抽蓄水力發電廠併聯後，相信能將臺灣電力發展與調度推向更理想的境界。

大自然的恩賜 大小水力齊奔流

綜觀國際能源發展趨勢皆以減煤、減碳、推動再生能源、減少溫室氣體排放為目標。臺灣對於能源發展的理念與國際發展同步，在民國105年時，政府即提出以「非核家園、永續臺灣」為宗旨，啟動國家能源轉型的工程。

小水力發電具有潔淨能源的優點，對環境與生態的衝擊也較大型水力發電工程小，因此許多國家開始發展小水力發電，當中以歐洲發展小水力的歷史最悠久，而日本則是受到311地震核災之後，轉頭重視再生能源發電，美洲及非洲國家的小水力也都有逐漸茁壯的趨勢。

而從電力調度的觀點來看，抽蓄儲能水力則扮演了救援投手的角色，在再生能源供電不穩定時，充足的抽蓄型水力，讓調度人員更有底氣。水力同時也是再生能源的一種，並具有更高的可調控特性，剛好能與風電、光電互補，且具有污染低、成本低、對環境友善等優點，而其可重複、循環利用的特質，是其餘再生能源所沒有的優勢。

水力是相當具有彈性的電力能源，在不同的位置，都能恰如其分扮演好角色，同時也有相當多的優點。不久的將來，水力發電廠將百花齊放，為臺灣的電力發展史添上一筆輝煌的紀錄。