能源轉型荒與慌/小水力發電 躍綠能現在進行式

安农万富小水力电厂是全台首个河川小水力电厂,自安农溪引水发电,成了溪上泛舟新「景点」。 记者黄义书/摄影

北部唯一可泛舟的宜兰安农溪,是夏日不容错过的消暑胜地,眼尖的人可在这条溪流的尾端,发现一座「小小发电厂」:它是只有座标、没有地址的安农万富小水力发电案场。从远处走来,一路可听见溪水带动水轮机轰轰作响,不说不知道,这个案场,刚与台积电(2330)签下国内首张小水力购电合约。

「一般水力设备碰到异物很容易卡住,鱼虾掉进去也会被绞死,但这个水轮机,就算100公分的鱼游进去,都能平安无事出来!」成立仅四年的恒水创电创办人邹飞逯与廖弘毅是案场的负责人,他们示范将一块比手臂还粗大的木块,抛进发电中的水轮机,没多久,木块完好排出,设备照常运转。

恒水创电透过代理比利时的微水力发电技术,在有位差的河川旁,挖掘引水道及可放置机组的水缸,之后再放入发电机、叶片等组件,打开闸门就可利用溪水推动水轮机发电。恒水更是彻头彻尾做到系统全自动化,所有的管理都可通过手机远程监控,实现真正的无人电厂。

这几年,小水力发电成为台湾当红的绿电进行式,个中原因可追溯自2019年《再生能源发展条例》修正,将水力发电定义扩增为「运用既有水利设施发电」,自此小水力发电也能比照风(电)、光(电)业者适用再生能源趸售费率,不仅吸引新创投入、太阳光电业者转进,就连老字号的台湾自来水公司,也积极在自家水厂找寻潜力场址。在每度电都珍贵的时代,小水力能否继风、光之后,发挥蚂蚁雄兵般聚「电」成塔的本事?

善用水资源聚电成塔

台水董事长李嘉荣说,他十年前担任工务处长时,就看到水利署及台电投入水力发电,他想到自来水从水源地到净水场,以及净化后至配水场和家户的输送过程中,都有固定流量与水位高低差的「水头」,可借助「位能转为动能」来发电,「(台水)有这样良好的条件,为何不做(发电)?」

他指出,要在自来水系统设置发电设备,须满足流量、水头高度、装设空间三项条件,例如台南南化水库至净水场,有长达3.4公里的管路,每日流进30万至70万吨水量,水头落差约五、六十米高,便是十分理想的发电案场,不过,有些场址流量大、水头也足够,可惜没有足够腹地放置设备。

台湾小水力绿能产业联盟理事长洪正中也说,小水力发电一大优势是设备寿命长,一般风、光设备运行20至25年就会面临「除役」命运,水力设备可使用三、五十年,甚至台湾现存还有十余座更新机组后持续运转的「百年电厂」。

小水力发电趸购费率变化

环境共生创可观商机

此外,小水力对环境破坏较少,例如自来水及污水处理系统,是在既有管渠添置设备;河川发电则可采「离槽式」设计,保持河道基流量,发电后的尾水再放流回原河川,并使用可倒伏排砂的橡皮坝减少淤积,降低对生态影响。洪正中引述资料说,国内水力发电的潜能总计超过10GW(百万瓩),目前已建置约2GW,还有不小发展空间。

一般说来,小水力定义为20MW(千瓩)以下水力发电系统,相比离岸风电动辄GW级发电量,似乎微不足道,但以恒水创电位在安农溪装置容量仅100瓩小水力微型机组为例,不仅占地小,可24小时发电,每年发电量达75万度,足以供应附近170户家庭全年用电需求。邹飞逯直言,现在要大兴土木盖电厂终非易事,「若小水力能遍地开花,就如同一座座微电网,」他说,为落实社区共生,一旦安农溪案场碰到稻米灌溉期要大量用水时,也会暂停发电。

近年在极端气候下,雨量丰沛的台湾也发生百年大旱,小水力发电若遇水荒怎么办?洪正中说,釜底抽薪之计,就是平时多清理(水)库底淤砂、防止土石进入水库,或导入野溪水量等,都是「开源」之道,若面临枯水期,则做设备整修。

目前台湾业者使用的小水力发电核心设备水轮机,皆仰赖进口,主要购自捷克、比利时等欧洲国家,以制造业为强项的台湾,未来也可思索一条水力设备技术国产化之路。

国内新建小水力案场