尖峰用電備援再添生力軍!德基水庫化身大型「儲能電池」,拚2034年啟用

尖峰用電備援再添生力軍!德基水庫化身大型「儲能電池」,拚2034年啟用
Photo Credit: 中區水資源局

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台電擬於德基水庫、谷關水庫之間打通隧道,興建最大368MW的抽蓄式水力發電機組,目標於2034年啟用,將兩座水庫打造成台灣第三座大型儲能設施。

環境資訊中心記者 孫文臨報導

再生能源占比持續提高,儲能設備成為能源轉型重要配套,對此台電重啟評估多座大型抽蓄水力發電,由「大甲溪光明抽蓄水力發電計畫」今(2021)年率先啟動環評。

該計畫擬於德基水庫、谷關水庫之間打通10.7公里的隧道,並興建最大368MW的抽蓄式水力發電機組,將兩座水庫打造成台灣第三座大型儲能設施,目標於2034年啟用,替未來尖峰用電的「最佳備援投手」再添生力軍。

大甲溪光明抽蓄水力發電計畫。圖片來源:環評資料

擷取自環評資料
「大甲溪光明抽蓄水力發電計畫」擬將德基水庫與谷關水庫打造成大型儲能設施

大甲溪一滴水發六次電,肩負台灣一半水力發電重責大任

今年5月高雄興達電廠兩度意外故障,引發513、517全台停電事故,連總統蔡英文都直言「無法接受」。背後原因,除機組跳機、用電超乎預期,今年嚴重乾旱導致水情不佳,也讓「備援投手」水力機組無法全力發電即時支援,台中的德基水庫更是從2月就開始停止發電。

德基水庫位於大甲溪上游,海拔高度1400公尺,是全國海拔最高的水庫,有效庫容約1.8億立方公尺,是中部最大、台灣第四大的水庫,僅次於曾文水庫、翡翠水庫與石門水庫。

大甲溪的溪水從南湖大山發源,從最上游的德基水庫開始,經過六次的水力發電利用,最後才匯流到石岡壩供應台中地區的水資源使用,從德基水庫到石岡壩,約50多公里的長度,海拔落差就有1200公尺。

大甲溪流域水力發電廠分布圖。

Photo Credit: 環境資訊中心

再生能源占比提高:抽蓄式水力有如充電電池,有助穩定供電

大甲溪河床陡峻、位能足夠,為水力發電優越條件,日治時期就規畫於此興建天冷電廠(今大甲溪發電廠天輪分廠),目前大甲溪沿線已有德基、青山、谷關、天輪、馬鞍等,共19座慣常水力發電機組,總裝置容量1137MW,約占全台慣常水力裝置容量約2/3,年發電量約26億度,台灣有將近一半的慣常水力發電都來自大甲溪。

水力發電分為「慣常」與「抽蓄」兩種類型,慣常水力發電後的尾水會放流到河川下游,抽蓄機組則會把水流在下池,反覆使用。抽蓄水力等同於儲能設施,在離峰時段,耗電將水從下池抽到上池,尖峰時再從上池放到下池發電。

抽蓄水力發電設施示意圖。圖片來源:台電

Photo Credit: 台電
抽蓄水力發電設施示意圖,水游上池放到下池可發電,下池抽到上池可儲能

目前台灣的日月潭有大觀二廠、明潭電廠兩座抽蓄水力儲能電廠。相較於慣常水力,抽蓄水力機組較不受乾旱影響,即使2020年水情不佳,慣常水力發電量減少近一半,但抽蓄水力則僅減少1%。2021年第一季,抽蓄水力發電量更比慣常水力高出約2億度。

水力發電量雖僅佔全台用電約2%,卻擁有快速支援的絕佳優勢,慣常水力機組啟動到滿載約15分鐘,抽蓄水力機組更僅需3~5分鐘,皆遠快於燃氣機組2小時、燃煤機組的6小時。快速起降的抽蓄水力機組,適合搭配未來間歇性再生能源的儲能設備。

引水隧道長達10.7公里,大甲溪光明計畫施工有難度

因應台灣能源轉型政策,再生能源佔比持續提高,為配合穩定供電品質與電力系統安全,台電於2016年開始評估利用現有水庫增建抽蓄水力發電機組,包含翡翠水庫、石門水庫、德基水庫、牡丹水庫等都是選項。

其中由台電管理的德基水庫「大甲溪光明抽蓄水力發電計畫」(下稱光明計畫)今年率先完成可行性評估,於4月進入環評程序。

光明計畫將德基水庫作為上池,谷關水庫(庫容約500萬立方公尺)作為下池,搭配新建一條長約10.7公里的頭水隧道,設置2部豎軸可逆式變頻法蘭西斯機組,總裝置容量最大368MW。兩座水庫間約有450米的高度落差,比明潭電廠與大觀電廠落差更大,頭水隧道也較日月潭的抽蓄機組更長,是大觀二廠引水隧道的五倍以上,施工有其難度。

德基水庫。圖片來源:中區水資源局

Photo Credit: 中區水資源局
「大甲溪光明抽蓄水力發電計畫」將大甲溪最上游的德基水庫作為上池

《環評法》規定,越域引水工程將直接進入第二階段環境影響評估,光明計畫總經費約264億,目標於2024年通過環評、2034年6月商轉。

台電規劃未來將利用白天的光電發電尖峰,抽水約5.5小時,並於夜間的二次尖峰時段放水發電,年發電量估計有4.5億度,抽水電能約需5.9億度。配合此計畫,也需擴充既有輸電線路並更新電塔。

事實上,光明計畫早在1997年就有過規劃,當年台電考量發電成本效益不彰而作罷。台電解釋,抽蓄水力約需耗1.25度的電抽水才能發1度電,是將離峰電力轉換為尖峰使用,需有效搭配時間電價才會有經濟效益。

台電尋找現成水庫增建抽蓄水力儲能設施,石門水庫有望2025年完工

因應未來再生能源占比提高,儲能系統有助於緩解間歇性能源併網對電力系統的衝擊,台電也正尋找可建置500MW抽蓄水力的現成水庫。

此外,台電透露,石門水庫的抽蓄水力發電計畫估計最快明(2022)年會完成可行性評估,初步規劃是以石門水庫為上池、後池堰為下池,設置約40MW的小型抽蓄水力機組,雖然比較晚起跑,但該案工程相對容易,最快可能2025年前就能設置完成。

石門水庫的抽蓄水力發電計畫若推動順利,將是1995年明潭電廠抽蓄機組完工30年後,台灣再有新建抽蓄水力儲能設施。

本文經環境資訊中心授權刊登,原文發表於此

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責任編輯:丁肇九
核稿編輯:翁世航


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《國際大風吹|行動講堂》Ep4:疫情戰火雙重挑戰,經濟難民與糧食危機搶救行動刻不容緩

《國際大風吹|行動講堂》Ep4:疫情戰火雙重挑戰,經濟難民與糧食危機搶救行動刻不容緩
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《國際大風吹|行動講堂》Ep4將帶大家關注因委內瑞拉通膨問題產生的經濟難民,透過與兩位來賓的對談深入瞭解問題始末,並從中認識世界展望會如何透過社區發展工作來回應全球經濟與糧食問題。

由李漢威、蔡尚樺聯手主持的直播節目《國際大風吹|行動講堂》第4集已於7月12日播出。本集邀請宏都拉斯國防大學榮譽教授楊建平、台灣世界展望會國際事工處主任吳正吉對談,深入委內瑞拉經濟難民問題始末,瞭解背後的政治、經濟脈絡,以及其涵蓋的飢餓、貧窮與兒童保護等迫切需要援助的議題,並從中認識世界展望會在委內瑞拉積極推動的社區發展工作。同時,也邀請各界共同付出行動,與世界展望會一起協助貧窮家庭與兒童回歸正常生活。

從世界展望會的角度來看「多做多得」,我們付出後得到的是兒童豐盛的生命。這些豐盛的生命是必須被協助、被完成的,因為這是兒童本應該有的權利。

經濟數字之下,看不見的兒童飢餓危機

根據聯合國難民署的統計,近年委內瑞拉難民數字不斷飆升,累積至2021年已超過460萬人,僅次於敘利亞的680萬人。但在戰火爭端與氣候變遷影響較少的中南美洲,為何會產生如此多的難民人口?事實上,委內瑞拉歷經國家一連串錯誤的社會及經濟政策後,於2014年爆發惡性通貨膨漲,民眾面臨嚴重的經濟困境,為求生存人們只好被迫出逃成為「經濟難民」。

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從經濟數字上觀察,委內瑞拉在2014年至2020年的6年之間經濟規模縮減74%、失業率高達51%,甚至有76.7%的人口處於極端貧窮(每日生活費低於1.9美元)的狀態。

今年初,世界展望會為了進一步了解委內瑞拉家戶在糧食安全、營養與兒童保護等方面的實際狀況,與當地組織合作展開深入的需求調查。結果發現,委內瑞拉70%的家庭面臨中度以上的飢餓狀況,嚴重的飢餓問題更造成30%的兒童身高年齡比低於平均值,這意味著孩子無法獲得足夠營養,而造成智力與身心靈發展上無可挽回的傷害。此外,調查更發現有20%的出逃難民會將小孩獨自留在國境內,衍生兒童保護、隔代教養等社會問題。這不只如實呈現經濟危機對當地家庭的衝擊,更讓我們看見其中迫切需要幫助孩童的輪廓。

繁華之後:弱勢孩童被剝奪的基本生命權利

或許很令人難以想像,如今面臨經濟困局的委內瑞拉,過去曾擁有包括醫療、教育、住宅等完善的社會福利制度,雖然存在貧富不均的問題,但人民生活仍算安穩。來賓楊建平教授分析道,對比今昔天堂地獄般的差異,其實皆源自於委內瑞拉國家得天獨厚的石油產出:

過去國際油價飆漲的黃金年代,委內瑞拉憑藉石油出口獲取豐厚的利潤來支撐國家的龐大支出,依據國際組織的調查,當時的施政策略確實減少貧富不均問題。但從2010年開始,因為頁岩油技術趨於成熟、國際經濟制裁等一連串的因素,讓國際上包含石油在內的大宗物資價格巨幅下跌,嚴重動搖委內瑞拉賴以為生的經濟命脈。漸漸的,國家開始無法支付各項社會福利的鉅額開支,加上國內政治動盪,最終使得國家經濟完全崩潰。

來賓吳正吉主任也補充,受經濟問題影響最直接、嚴重的就是生活其中的人們,尤其在脆弱的政經環境中,弱勢家庭與兒童更是毫無選擇的權利。就像影片中的Ami一家,孩子的缺陷不只讓家庭先天需要更多資源,母親離家、父親失業的後天影響更是巨大,此時冒險出走並非出於思慮後的決定,而是環境壓迫下不得不的無奈。幸好,世界展望會看見努力掙扎中的弱勢家庭,迅速組織動員發展緊急溫飽及社區發展的救援工作,協助更多與Ami相同境遇的家庭,給予兒童更豐富的營養條件,獲得應有的生命權利。

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先天聾啞的女孩Ami,5歲的她和祖母南希及父親安芬尼從家鄉長途跋涉到達厄瓜多找尋安身之所。圖中的米老鼠玩偶是她祖母親手清洗、縫合的,也是這段旅程中她唯一的玩具。

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重建土地關係,世界展望會從社區開始的經濟復健之路

追根究柢,石油究竟算是天賜禮物還是惡魔果實?來賓楊建平教授解釋,這種國家過度依賴單一天然資源的現象被經濟學家稱為「荷蘭病」。就國家經濟發展而言,這就像是雙面刃,天然資源出口獲得的大量外匯拉抬幣值,導致其他產業的出口不利,農業、工業、製造業等產業發展也隨之受限。不過相反的,這表示委內瑞拉仍有尚未開發的肥沃土地可以耕作,所以世界展望會進入委內瑞拉的首要工作,就是回歸根本,恢復當地居民與土地之間的關係,結合社區發展行動與生技發展工作,發展如「家庭菜圃」的長期計畫,陪伴社區成長、鼓勵多元的經濟發展。

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世界展望會面對委內瑞拉經濟問題的回應,就是透過「家庭菜圃」計畫去恢復社區跟土地的關係。

家庭菜圃計畫的重點之一,其實是源自於前面提到的兒童飢餓問題。世界展望會透過以下三個漸進式的進程,從糧食援助、技術扶助到地方組織的能力建設,讓許多受益家庭的孩子不只獲得營養改善,家庭的父母也更有自信,而委內瑞拉國家的社區發展更受到莫大的幫助。

一、緊急糧食援助
針對當下經濟困頓、糧食缺乏的家庭與兒童,提供立即性的糧食援助。
二、技術援助,扶助謀生
透過工作坊教導受益家庭種植技法與相關物資,包括種植技巧、種子、糧食技術等,並慢慢建立社區關係,給魚也給釣竿的過程也是在恢復人與人、人與社區、人與土地的多元共存關係。
三、長期兒童保護
經濟蕭條之下,童工、童婚等問題也層出不窮。因此世界展望會也在扶助的過程,加強兒童保護觀念的訓練,教育民眾如何避免兒童受到剝削,以及剝削發生時,如何與相關單位回報加以阻止。

不只委內瑞拉,新冠疫情衝擊全球糧食分配議題

然而,糧食與貧窮問題不只發生在經濟崩潰的國度。隨著俄烏戰爭與新冠疫情的雙重影響,經濟通貨膨脹已經蔓延全球,甚至許多國家開啟進一步的糧食管制措施,這將衝擊國際糧食問題,產生更多潛在危機。

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此外,還能從聯合國SDGs的17項永續發展目標看出端倪,降低極度貧窮人口率(extreme poverty rate)發生20年來首次倒退;截至2021年,有超過1億1千萬人口重新落入極度貧窮狀態,流離失所的人數達到8900萬人,其中最嚴重的4500萬人已經面臨飢荒邊緣。

經濟緊縮加上戰爭導致的國際糧食保護政策,都將嚴重影響那些原本就缺乏糧食、仰賴進口糧食的非洲國家。世界展望會也注意到危機將至,救援行動刻不容緩,不只透過飢餓30活動推行全球飢餓的倡議行動;更與世界糧食署合作,進入需要的國家進行緊急糧食發放、社區發展、家庭菜園等事工推行扶助計畫,讓人們擁有推行自己社區、謀求幸福生活的能力,藉此回應糧食缺乏帶來的生存危機!

立即伸出援手,共同面對糧食缺乏的困境!飢餓三十救援專線:(02)8195-3005 即刻救援動起來


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關於《國際大風吹|行動講堂》

由《國際大風吹》李漢威、金鐘主持人蔡尚樺聯手主持,每集《國際大風吹|行動講堂》直播節目將邀請重磅來賓,帶大家深入淺出、探討急需人們重視的國際議題,並呼籲各界付出實際行動,向需要幫助的人伸出援手,展開即刻救援。


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