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參訪宜蘭綠能基地-蘭陽發電場天埤機組

2019-10-21

林育安 副教授

國立宜蘭大學 生物技術與動物科學系


自從人類挖掘到煤礦後,帶動了英國的工業革命,煤礦除了用於工業用途,例如精煉金屬、生產許多化工產品外,也被應用在燃燒方面以生產電力或熱,讓人類的世界從黑夜走入光明。在台灣,最主要的礦產是以煤礦為主,局部地區因受到碳化程度差異的影響,生產的煤礦主要是以亞煙煤、低度煙煤、半無煙煤、高度膨脹且具有粘結性的煙煤和低碳化度的泥煤等。這些台灣的黑金,不管在能源史或是經濟史上都扮演著重要的地位。

台灣電力公司於民國 35 年 5 月 1 日成立,此時期電力主要是水力發電主,火力發電為從。

  • 民國 42 年時,系統裝置容量為 36.3 萬瓩,發電量為 15.6 億度,其中水力發電佔 93.7%,火力發電佔 6.3%。
  • 民國 43 年起,為配合政府工業生產政策之經濟建設四年計畫,台電也開始實施長期電源開發計畫,並建立現代化的電力系統,系統的裝置容量可以達到 118.6 萬瓩,發電量為 64.6 億度。此時因火力發電裝置容量快速的增加,使得以往以水力發電主,火力發電為從的時代,進入到水力發電和火力發電並重的時期。
  • 民國 50 年起,台灣工業迅速起飛,致使電量的使用量劇增。台電公司為了應付大量電量需求,開發了大容量高效能的火力進行發電,系統的裝置容量可以達到 435.8 萬瓩,發電量為 205.3 億度。此時期從原本的水力、火力發電並重,進入到火力發電為主,水力發電為輔的時期。
  • 民國 63 年,全球發生了第一次石油危機,民國 69 年時又再次的發生石油危機,這二次的石油危機讓政府有危機感,並且認為能源的發展應該要採取發電來源多元化的政策。
  • 民國 75 年後,由於台灣社會經濟結構的改變和一些高科技產業的進入,使得台灣方面電力的需用量有持續增加的現象。
  • 民國 82 年時,台電系統裝置容量達 1935.5 萬瓩,發電量為 1017.8 億度。

 

宜蘭有三多---「山多、雨多、溪流多」,終年都不缺水,在環保意識抬頭下,非再生能源的使用以後勢必會漸漸減少,取而代之的為再生能源。為了讓民眾對再生能源有所認識,因而帶領著社區的學員們到蘭陽發電廠天埤機組參觀,天埤發電廠位於宜蘭縣三星鄉天山村,周邊有蘭陽溪和清水溪,發電廠就設置取水口於蘭陽溪與清水溪的交會處,並攔截蘭陽溪上游的溪水,將溪水引水到九芎湖進行沉沙後,再提供給「天送埤發電所」發電。天埤發電廠有效落差為 39.39公尺,最大用水量為每秒 31.2立方公尺,帶動渦淪機轉動產生電源,目前有 4 組發電機組,總發電量為 8375瓩,年發電量為 4560 多萬度,藉由此次的參訪讓學員們對再生能源的利用能有多一點認識,並從日常生活中學習珍惜電源。

位於宜蘭的蘭陽發電廠

 

電廠人員解說如何利用水位差啟動發電機發電

 

控制室概況解說

 

渦輪機

 

隨著工業的文明,以及人民生活的富裕,相對地,電量的使用量每年是有增無減。台灣目前電量的來源採取多元化政策,燃煤方面佔 40.3%、燃氣佔 29.1%、核能佔 19%、汽電共生佔 4.3%,燃油佔 3.2%、再生能源佔 2.6%。另外,隨著教育普及化,以及全球環保意識抬頭,燃煤、燃油、燃氣和核能等之使用作為電力的來源,無形中使地球上煤礦、石油、天然氣和核能一直處在消耗的階段,總有一天會有使用待盡的時候。此外,使用這些物質作為電力的來源,除了會產生大量的二氧化碳造成溫室效應外,也會引起全球暖化的問題。

煤礦燃燒時所產生的煤灰,其成分中含有硫的成分,當和空氣中的水滴結合則會形成酸雨,酸雨落到地面時造成土質變酸,因而影響植物根部的向外生長,因而無長生長的健康和茂密,甚至嚴重而死亡。此地區植物的種類相相對地減少,降低了動物到此棲息活動和覓食,因而影響此地區的生物多樣性。土壤方面,因地表無植物生長或長的稀疏,當有豪雨來臨時,雨水直接沖刷地表,造成土壤和地肥的流失造成土壤貧脊,植物在此生長不好或是不生長。當天氣炎熱時,當外界的環境溫度高時,裸露的地表會不斷地將土壤中的地下水,經由虹吸管原理而將水由下往上送並蒸發於地表,長久下來導致地下水含養不足或乾枯,並且地下水下往上送的過程,也會導致土壤中的鹽分輸送到地表面皂成土壤「鹽漬化」。土壤由於「鹽漬化」而導致植物無法生長而萎縮枯死,土壤因長久性缺乏水分,導致土壤和土壤之間分子結構無法結合而鬆散,因而形成所謂的「沙漠化」。

核能方面,核能發電在台灣佔有 19%,和燃煤、燃氣一樣,為台灣最主要的產電來源。然而,自從 2011 年日本福島因大地震引發海嘯,而導致核能輻射外洩事件,台灣人們也開始重視核能使用的問題。雖然,核能可以產生大量的電力,以供應民生工業使用,然而台灣地狹人稠且處於地震帶,若不幸發生大地震而導致核能輻射外洩的話,將造成嚴重的傷害。另外,人們所擔憂的另一個題是核廢料何去何從以及如何處理,核廢料仍然有相當高的輻射線,後續如何處理市個非常棘手的問題。核能會產生大量的熱,需要大量的水降溫,無形中對周邊海域的珊瑚、魚類和其它生物造成威脅,影響周邊的環境生態。此外,核能電廠建廠成本非常高。

非再生能源總有消耗待盡的一天且對環境和生態,以及我們人體健康等各方面也都會造成危害。如何應用再生能源以成為現在世界各國的趨勢,台灣也不例外。政府相關單位和學者專家們也不斷地在各地區找尋再生能源的應用和研發。