記者 蔡幃帆、王亭雅、王亭軒/採訪報導
全球2050淨零碳排目標興起,新興再生能源扮演關鍵角色,政府也與產官學研合作,推廣多元綠能發電。台灣地區降雨豐沛,豐富的水資源具備小水力發電的潛能,花蓮吉安社區與宜蘭安農社區發展在地化綠電,規劃地方自用,促進農村能源自主。可綠能對於生態、原住民家園造成的衝擊,也引起反對聲音,整體的小水力發電仍在尋找平衡點。
小水力優勢 與光電互補
自然界生物生存所需三要素,包含陽光、空氣、水,前兩者為再生能源的龍頭,水則占全球最大面積,除此之外,生活中也處處可見水的三態變化。台灣四面環海且雨量充沛 ,具備先天的環境優勢,地形上的湍急河川、萬丈高山,符合小水力發電的二大要素ー流量及高低落差。小水力綠能產業聯盟理事長洪正中認為,目前水力發電在再生能源中的排名,僅次於太陽能及風力發電,排行第三名。
雖太陽能與風力已能長期穩定供電,但發電量受日夜、季節、氣候而變動,因此,被稱為間歇性再生能源。而可24小時運作的水力發電,則被稱作永久性或基載性的再生能源,能夠彌補光電、風電在時間與地理上的不足。洪正中分析,一般水力發電多建立大型水壩,投資金額龐大,且開發用地廣,嚴重導致人口遷移,對比小而精的小水力發電,更易破壞生態環境。
根據台灣電力公司指出,去(111)年每戶家庭平均每月用電量約339度。水律能源股份有限公司執行長陳谷汎說明,小水力發電一個小時可以產生2萬度的電,一天則可達48萬度的電,相較太陽光電一天平均發電5小時,且僅累積5、6度電,小水力可滿足更多家庭的用電需求。
拓寬範圍大躍進 行政作業仍複雜
根據能源教育資源總中心指出,小水力發電的定義為,機組裝置的容量未達2萬kW(瓩),適合裝置在社區、家庭或是小型企業。自2023年行政院通過《再生能源發展條例修正版》,放寬小水力發電的設置形式,更納入水利建造物附屬發電。將原本的河川等開放式水路,擴大至既有的水利設施。共為水道、圳路、管渠三大領域,包含河川、自然水源、農業圳路、自來水系統及污水排放系統,機組放置則分為離槽式及在槽式。
- 離槽式:在既有的渠道上,利用既有的結構物(例如斜坡),將水輪機建置在渠道上進行發電。
- 在槽式:利用既有水利建造物(例如渠道)上,將水輪機建置在此之上,進行發電。
其中,河川的開發過程需經過冗長的行政作業程序,洪正中解釋,首先申請水權,再者,需考量如何於河川裡設置機組,並與當地民眾溝通協調,最後再向能源局申請許可證。關於水權的相關法規,主要根據開發所選的場域,相比之下,土地變更與取得建造物較為容易。雖水力發電可不需執行環評,但每件案子所連動的主管機關、管制條件、法規等皆不同,陳谷汎提及,除了水權,還需申請水土保持計畫、水力建造物的取得、土地的變更、動植物相關法規等等,整體複雜度不一。
運作模式友善 與生態共存
小水力發電仰賴水輪機運作,透過水流帶動機組轉動,而機械式機組的發電壽命約50年,反觀依靠半導體要件的太陽能發電,壽命僅約20年。此外,太陽能板內的稀有金屬歷經數年,發電能量會日漸衰退,也面臨更新零件的窘境。然而,替換太陽能裝置,除要回收太陽能板,還需處置有毒化學金屬,才能避免汙染環境,至於小水力發電則能減少此種危害。
河川孕育多樣生態,針對小水力發電的機組設置方式,若將發電設備放置於水面下,可能影響原有物種的生存模式。洪正中分享,建議設置離槽式發電機組,並將設備安置於河川旁的陸地,再引水發電,取水也需保持河川基本流量,同時兼顧、維護生態生存。他還提醒,離槽式設計牽引至道路,需砍伐狹長的帶狀區域,此舉將犧牲小面積的樹林,更會破壞森林的某一條狀區域,但若將管線隱藏至道路之下,便能與生態區分,大幅減少對環境的影響。台灣河溪網協會秘書長鄒明軒表示,希望業者選址時,優先考量人工設施,避免開發新場域影響原有的生態平衡。
花蓮初英社區 自給發電遍地開花
針對政府推動的大型水力發電設施,台灣環境保護聯盟花蓮分會長鍾寶珠持反對意見,她表示,當中大型機組設置於集水區上游,必須開拓道路以組建攔沙壩,除原先地質可能不太穩定,此工程也相當破壞環境,並影響生態,嚴重更可能導致斷堤。因此,當她至花蓮縣吉安鄉看到豐沛的水資源時,便開始思考可代替中大型水力發電廠的方式,也藉此與花蓮農村矽谷實驗室創辦人洪健龍結緣,二人共同致力於發展小水力發電。
花蓮縣吉安社區內現有的人工灌溉溝渠為發展小水力發電的最大利基點,不用再花費時間與金錢開拓,在原有的基礎下,能輕鬆串聯供給者與需求者。而社區營造又以 民眾為受眾,因此,微型機組相較於大型電廠,能減少傷害環境的疑慮 。且萬一遭逢天災、颱風等,小水力發電也可即時形成救災系統。洪健龍認為,依照長期觀察,商業化是必然發生的,否則人才流通率高,長年累月之下只是人員更替後,不斷地重複實驗,研究也終究原地踏步。
太水計畫 小鄉民大力量
花蓮初英社區的太水計畫藉由太陽能發電搭配小水力發電,形成相輔相成的發電系統,達成能源的多元發展。鍾寶珠也將此應用至社區內的教會、老人關懷地點、家中的冷藏櫃等,與民眾分享綠電,盼能回饋社會。雖鍾寶珠積極推動社區內發電,可他也表示,公部門仍認為透過社區發電的效能不足,並無將社區發電納入整體考量 ,但鍾寶珠與洪健龍認為「小鄉民大力量」,期望自身成為示範,呼籲大眾重視小水域的設置。
「綠電是一種趨勢。 」花蓮初英社區的在地居民林先朝表示,核能對地球的汙染程度高,綠能開發已是時代必經且重要的演變。他提到,小水力發電的應用貼近日常生活,除用於夜晚照明的路燈,關乎大眾安全外,更深入至年長者的代步工具,如:四輪電動車。
宜蘭安農社區 城鄉創生新轉機
起初於宜蘭安農溪推行再生能源發電,且發覺小水力發電的商機,天送幸福公司執行長吳玉茹認為,一切歸功於在地民眾的支持。透過經濟部能源署的發展計畫,吳玉茹團隊嘗試利用當地蘭陽發電廠原有的水利工程建立小水力發電廠,以「城鄉創生」為首要目標,協助村民販賣農作物,透過地方創生與農業銷售,貼合農民生活。
小水力發電給予周邊地方的價值遠高於經濟效益,吳玉茹以回饋家鄉為出發點,優先考量居民如何從中獲利。也輔導回鄉青年多元化發展,結合觀光,推廣低碳旅遊行程,提倡小水力發電在社區的應用,目標打造共融的環境。
減碳全民化 推動國產化
台灣主要的小水力發電機組都由國外進口,臺灣大學水工試驗所助理研究員劉宏仁提及,目前台灣的小水力機組仰賴國外,期盼可以國產化,甚至能外銷至東南亞、非洲地區。鍾寶珠則分享,國外的設備成本過高,且維修不易,期許透過每年由台灣電力公司、臺灣大學水工試驗所、台灣環境保護聯盟舉辦的全國高中大專小水利發電機的設計比賽 ,延伸成國產化的機組 ,形成國內的產業鏈。
鍾寶珠也與台灣東部電廠合作,推動公民電廠,即透過不同社區架設的發電裝置串聯成電廠,但目前小水力發電的躉購費率仍偏低,尚未符合販售的階段,大多仍為售出後併至台電的電網。此外,她持續推動自給供電,希望讓省電及減碳全民化。
躉(ㄉㄨㄣˇ)購:為了推廣再生能源的保證收購制度,與固定金額不同,由政府或台電公司以特定費率在特定年限收購所產生的電。
原住民為家園發聲 環評法對簿公堂
開發小水力發電時,所需河川常位於原住民保護區內,受原住民法條規範,其中,《原住民基本法第21條》規定,任何重大開發都需經由原住民同意,包括水力開發、公共設施等。洪正中認為,小水力發電的發展為共存共榮,業者與原住民需不斷溝通以求平衡。
架設於灌溉溝渠的小水力機組因維修成本低,社區可以自行承擔,反之大型水力設備需動輒多人共同維護,且需進行生態檢疫,整體負擔大。若新建的水利設施,範圍剛好涉及原住民,必須經過部落諮商同意權 ,洪正中認為,可提供回饋機制,供應部落電量,達成雙方皆獲利。對此,洪健龍舉例世豐電廠案,原住民部落缺乏自主性,時常由外界灌輸進駐工程的益處,但部落的發展並非單一方向,應讓原住民自行討論、尋找適合的發展方式,以此落實部落文化自主。
花蓮豐坪溪流域沿岸的6個部落(太平、中平、中興、山里、古村、三笠山部落)去(2022)年諮商結果,僅太平部落否決開發。今年11月22日於台北高等行政法院,針對世豐未重啟環境評估,地球公民協會梁聖岳強調《環境評估法第16條》,要求開發案件在環評通過後,若超過三年沒有動工,需重新進行環評情況差異分析。世豐電廠曾於1999年取得二階環境評估 、2007年的環境現況差異分析,現今卻要沿用十幾年前的環境調查進行開發,居住豐坪溪下游太平部落代表施建明眼眶泛淚,「20年容貌都會變,難道氣候不會影響河川、土壤、山林嗎」。
花蓮的地震、颱風頻繁,處於高危險土石流警戒區,對此,施建明指出,攸關部落的生命財產安全,環境部主張《環境評估法第18條》環評監督,卻被控訴無盡到監督的責任。世豐電力公司總經理李錦浚表示,將盡力協調部落諮商。
綠能成趨勢 仍需時間驗證
社區內的小型發電裝置僅為示範與教育計畫,陳谷汎表示,此裝置無法增加收益。而商業性質的水力發電為低衝擊開發,需達一定規模,才可創造資產性與投資報酬率,因此,可能需經10至15年,社區才可見實際成效。而完工的小水力發電處處與社區形成連結,林先朝表示,小水力發電除提供居民們更多元的生活方式,也讓村民了解綠能的重要性。
雖台灣擁有發展水力發電的機械、條件,可卻缺乏機組功能設計等跨領域整合的供應鏈,陳谷汎直言,台灣並無水力發電的大學相關課程,因此需先解決台灣當前現況與建構應具備的技術,透過開發案件、回饋、申請囤貨,並引進國外經驗、操作技術,才能朝國際上的環保水力發電廠邁進。
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