好想去日本!台灣可學習日本靠小水力翻轉再生能源

作者 | 發布日期 2022 年 10 月 24 日 8:30 | 分類 環境科學 , 能源科技 , 自然科學 line share follow us in feedly line share
好想去日本!台灣可學習日本靠小水力翻轉再生能源


國門開放了,終於可以去日本玩!但你知道日本除了好逛好買之外,還是小水力發電的典範!近十年時間,從零開始將小水力發電拓展成為最主要的綠電來源,而台灣酷似日本的地形氣候,同樣有著得天獨厚的小水發展條件卻遲遲未開發。借助日本的經驗和技術,台灣是否能成為下一個小水電富翁呢?

十年翻轉

311日本東京大地震,是開始日本這十年中小水力快速發展的契機。

20世紀中後期,水電一度是日本最大宗的電力來源,占總發電量的80%。但早期的大型水力發電因對環境的不友善,並不被歸類為再生能源。近年來,由於大型水壩開發對環境的影響和對淹沒社區的關注,加上全球凈零碳排的趨勢,大規模水電的開發受到限制,日本於是轉向中小水力的開發。

日本做為一個水資源豐沛的國家,適合開發水力發電的地點非常多,當地人及政府也對這些分散的發電點寄予厚望,期待小水力一方面能提供當地的能源,另一方面間接創造當地就業機會和協助經濟發展。

原本日本在再生能源發展部分是落後於大部分先進國家的,直到2011年3月11日東日本的地震、海嘯和隨之發生電廠事故,為全國帶來的經濟上及情感上的莫大打擊,加速了國內外對於電力來源的重新思考,促成日本能源電力結構政策的轉變。

根據媒體報導,中興大學土木工程學系教授陳榮松曾指出:「本來日本收購發電是一度電10元日幣,為了讓民間願意投入,311大地震後日本政府將微水利收購電價,從10元調高為34元日幣,一口氣增加3.4倍。原本十多年才能達到的成本回收期限,一口氣縮短到五年以內。」

截至2021年底,水力發電已經占日本電力供應的7.8%,在能源供應總量中占比並不高,但在18%的可再生能源中,水力發電占40%以上,是再生能源供電中占比最大。

(Source:IEA)

關鍵在政府

日本的中小型水力發展在十年間暴風成長,主要的原因就是政府的支持。日本政府為小水力的開發設立了整套完整的系統流程,從規劃、建置到經營,都有完整的研究資料、相關的法律規範和統一的服務窗口。概略可以分為以下幾種:

躉購制度FIT與FIP

中小型水力發電雖是靠民間執行,然而為了應對經濟挑戰,自2012年7月1日以來,政府以「躉購電價FIT(feed-in tariff)」政策支持小水力發展,也就是固定期間內以固定價格向業者收購再生能源電力,透過提升中小型水電業發展的可預見性,提供業者機會也吸引投資方。日本2019年的小水力機組總容量達3,545 MW,約為其預估總開發潛力的34%。

(Source:UNIDO

現在台灣也是有相同政策的,但價格跟日本政府所提出的保障不可同日而語。日本2021年度的躉購電價(不含稅)如下:200kW以下的小水電為每度34日元(相當於台幣7.5元),200kW以上且1,000kW以下的小水電為29日元(相當於台幣6.3元),1,000kW以上且5,000kW以下的中水力為27日元(相當於台幣6元),5,000kW以上且3萬kW以下的中水力為20日元(相當於台幣4.4元)。為了持續鼓勵民間針對再生能源的發展,日本2022年更進一步發布了FIP(feed-in premiums)升級版系統,即根據電力批發市場的銷售價格來訂定合理躉購價格。

提供中小水力發電計畫及提供發電潛力點

日本政府於2014年出版「中小水力發電計畫導引手冊」,內容詳細記錄在國內設置中小水力發電廠所需之所有條件,包含地點選擇、工程、設備、測量、經濟效益評估、經營管理方式及法規等。後續定期更新水文、量測等相關資料,以便企業在投入前能提高商業投入的成功機率。

統一諮詢窗口

日本將國土交通省(相當於台灣交通部)設立「小水力發電諮詢窗口」,並簡化相關申請程序、降低申請費用,以促進河川資源的利用,提供小水力開發所需之各項資訊。2016年3月,該單位出版了「小水電發電站設置指導手冊」,統整各項資訊給小水力發電業者參考。

另外,政府也統一調查評估各地小水力發電裝置之發電量,並透過「土地改良長期計畫」(2016)將灌溉設施設置小水力發電裝置的利用率提升至30%以上,帶領各地方單位協助促進小型水力發電發展。

台灣的機會

台灣和日本分別是副熱帶和溫帶季風氣候,皆四面環海、山多地狹、雨量充沛,地理條件頗為類似。擁有豐富的水資源,小水力發電的關鍵因子H(位能)和Q(水量)條件皆符合需求:多高山(H)、多降雨(Q),甚至還有一個優於日本的條件──冬日不結冰。

台灣3.6萬平方公里的面積上,有268座海拔3,000公尺以上的高峰。全島雨量豐沛,且水源終年不結冰。降雨空間分布則是山地多於坪地,東岸多於西岸,北部多於南部,本島多於離島。台灣年平均降雨量約2,500公釐,是世界陸地平均降雨量的305倍,但還是常有缺水的問題,主要是因為山高地狹,陸地留不住水。然而這也表示水的流量大且快,剛好是水力發電的理想條件。

之前媒體報導,日本再生能源技術專家,同時是JAG集團海鈴(Seabell)公司創辦人兼董事長的海野裕二,來台灣考察時表示,台灣政府跟人民都還沒有意識到小水力發電的潛力。他說:「台灣具有極佳的高山地形,加上四面近海,豐富的森林生態建構出含水量極高環境,正符合小水力發電需要的高低落差與水量兩大要素。」他對於台灣優秀的小水力發電條件感到驚艷,同時覺得台灣過去沒有發展小水力發電實在很可惜。

給台灣政府及政策建議

台灣擁有如此優良的小水電發展條件,卻遲遲未開發,主要是礙於技術的挑戰及初期建設成本的門檻。若是政府能介入推廣、輔助,透過建設統一窗口、成立專責單位、分別依照不同工程訂定FIT價格等政策,讓更多人才願意投入這塊領域,台灣便有機會仿效日本311後的十年小水力翻轉,替這片土地開創再生能源的新篇章。

(首圖來源:張書瑋)