我們的電力出了什麼問題-上文
《 台電五月大停電，
到底問題出在哪裡？ 》

在五月肺炎疫情的最高峰，臺電接連發生513與517兩次大停電。正如同總統所說，讓人無法接受。而在野黨發動的公投在即，擁核勢力蠢蠢欲動，行政團隊若無法徹底檢討，拿出兼顧務實與前瞻的能源發展論述說服社會，恐讓這些年施政的成果，淪為「只打上半場好球」。作為立法院經濟委員會委員，治芬將各種專業意見進行整理，希望與大家共同討論，作為能源政策滾動檢討基礎。

一、 精進臺電管理，政府責無旁貸

今(21)天媒體已經披露，513大停電臺電內部調查報告，源頭指向外包廠商中興電工的工頭未依規定恢復管制狀態，導致設備防呆設計失靈。不過臺電數十年來皆仰賴專業外包商進行各項工程系統服務，出事的時候，卻往往只針對單一事件進行檢討。經濟部與臺電實有必要對於臺電的委外管理機制，徹底檢視，才可能帶來系統性的改變。

而社會大眾更關切的，恐怕是「電到底夠不夠用？」然而這牽扯到的是兩個層次的問題：規劃與緊急調度。513大停電時，一次跳機就少掉220萬瓩電力，而因時間點發生在下午，剛好是太陽能供電量下降時。解決之道原本是透過抽蓄發電所進行的儲能，但是受到水情影響，抽蓄發電減少達100萬瓩。

但從規劃的角度，正如同經濟部長坦承，臺電在安排機組規劃時，並未參考近年的天氣變化，而氣象是個持續變遷的過程。所有發電設施本來就要輪流進行歲修與預檢修，如被在野黨誤為「神主牌」的核電，因為設施老化檢修時間就越拉越長，但這類的歲修與預檢修都是事先安排的行程(並非壞掉了拿去修！)。而作為儲能及應變主力的抽蓄與慣常水力因水情能量不足，今年初即已掌握，為何仍無視主客觀條件進行調整？以能源跨部會級的重要性，行政院應該要好好檢討！

二、 技術日新月異，儲能與調度也該精進

電力基礎設施的新建與維護，都是數以十億起跳的龐大金額，就算如在野黨網軍宣稱的，大舉拉高所謂的「備用容量」與「備轉容量」，不考慮調度的彈性與設備的妥善率，關鍵時刻電才真的發不出來。以先進國家近年配合電力技術革新的成果，除了蓋綠電與新型天然氣機組，也要重視儲能與調度。

根據臺電資料今年臺電儲能目標值是49千瓩，2025年目標值590千瓩。在已實現的部分，設在台電變電所的聯合再生15千瓩與華城電機15千瓩，再加上對外購買儲能服務5處設施，應已達45千瓩，惟2025年綠能裝置容量目標值為25百萬瓩，若以10%即2.5百萬瓩計算儲能需求，超過儲能設施與抽蓄水電加總。

用來維持電網穩定的另外一種方式，是加速傳統發電廠的調整速度。天然氣不但是相對低碳排的發電方式，啟動時間3小時更比燃煤電廠快一倍，然而如麥寮電廠推動煤轉氣就遭到雲林縣政府的冷對，不但不顧民眾健康，其實也有害用電安全！

三、 電源開發相關工程，應得到更多重視

必須要承認的是，各種綠電設備的建立，在工期上與目標值仍有一段差距，我們要給第一線工程人員更多鼓勵，但政府也必須拿出方法，讓民眾與開發單位能夠有效對話、有制度遵循，而不是如許多陸域風機在開始施工後才發現問題，進而影響電源開發進度。

而現在不是威權時代，所有的公共建設都會有不同利害關係人必須要協調，綠電如此，火力發電水力發電核能發電一樣如此。擁有最多資訊的行政團隊也應該要主動說明提供資料，一切都搞神秘，才是對能源政策許多誤解的起因！

四、 公民參與電力發展的機制仍待建立

從國際能源轉型的歷史來看，藏電於民的公民電廠、合作社非常重要。然而因其併網調度困難，目前全國僅有5家綠能合作社，其所建置之公民電廠總裝置容量不過約1000瓩。政府對合作社以及社區公民電廠的獎勵推廣真的需要加把勁！尤其社區微電網規模雖小，但臺灣山高水深，「防災型微電網」對許多地區是有用且經濟的。針對經常性災害導致斷電形成孤島的地區，結合當地政府與學校等防災避難處所，打造在沒有外來電源時也能自主運轉的電網，讓在地居民得以安全等待後續生活機能的恢復。

而現在臺灣民間熱錢眾多，民間資金若能引導投入基礎建設、賺取合理利潤，可創造更大的效益。然而針對大型綠電與儲電投資，一般民眾就算有意願，也缺乏完整合理的投資分潤機制，政府在規劃後續能源政策時，也應同步思考。

五、 對新型發電方式欠缺重視

臺灣投入太陽能發電較早，而風力發電則是目前成本效益最高的發電方式。然而除了相對成熟的太陽能與風力外，雖然過去能源國家型計畫從地熱、生質能、可燃冰列舉洋洋灑灑，相對鄰近國家已明顯落後。以地熱而言，目前對地熱資源的探勘，往往仰賴1970年代的探勘資料，這和當前的技術是否相符呢？又比如當前先進國家紛紛投入將離岸風電等便宜的再生能源電力轉成易儲存可運輸的氫能的研究，我國這時的未來發展圖像又在哪裡呢？

改革總是艱辛的，光是相對單純的太陽能饋線，目前就有400瓩、1100個案場在排隊。但改革也是必要的。根據國際知名經濟學家Claudia Kemfert博士的研究，能源轉型顯著有利於經濟發展。在改革的過程中，任何風吹草動都會引來疑問，管理失當更會引起對改革方向的全面質疑。希望行政團隊要徹底檢討，不要輕忽、不能心存僥倖。（上文）

台灣能源轉型進行式ing..... 【綠能科技聯合研發計畫】再生能源點亮創能、儲能應用大未來（05/18/2021 天下雜誌）

文: 台灣經濟研究院

創能技術開發著重提升綠色能源能量與降低成本

創能領域前瞻綠能技術開發配合發揮臺灣太陽光電與離岸風力等再生能源特色，透過提升電池模組效率趨動太陽光電成本下降，以及利用智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維，降低風場運維成本，以提升產業競爭力。

開發高效率、低成本、超輕量之太陽能電池技術

提升太陽能電池效率已刻不容緩，成功大學陳引幹教授團隊運用原子層沉積技術，沉積不同氧化物材料膜層於堆疊型太陽能電池中，以優化各膜層厚度、品質與材料純度等，進一步提升太陽能電池品質。中央大學許晉瑋教授與劉正毓教授團隊以軟性三五族太陽能電池收集室外光源，提供智慧模組(溫度感測器與藍芽)足夠電能回送電子訊號，朝向智慧模組「自我維持」前進。

在降低成本方面，大葉大學黃俊杰教授團隊利用非真空設備取代電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)、用原子層沉積設備(ALD)以及銅漿料取代銀漿料達成低成本射極鈍化及背電極(PERC)太陽能電池開發。成功大學張桂豪副研究員與李文熙教授團隊創新製程置換太陽能鋁電極，以低成本空氣燒結銅電極應用於高效率雙面太陽能電池，將有效降低太陽能電池成本支出，增加產業獲利能力。

隨著太陽光電產能市場逐漸飽和，相關企業轉型尋求高效率與超輕量太陽能模組，以無人機應用為例，臺灣大學藍崇文教授團隊替無人機縫製出可以吸收太陽光轉成電力的衣裝，賦予偵查、通訊等任務。臺灣大學林清富教授團隊開發適合於固定翼無人機之輕量太陽能模組的大面積(30x150 cm2)太陽光模擬器，於宜蘭大學城南校區建置可供太陽能無人機測試起降與飛行場域。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能源為一種乾淨、能量密度高、環保零汙染、應用廣泛與取得容易的新能源，仿生電池即是透過模仿植物光合作用，為既能製氫又能發電的多功能太陽能系統。清華大學嚴大任教授團隊開發氫氣光電催化的催化劑由鉑金轉換為更具有普及性且兼具效能的材料，透過電漿子結構來強化二硫化鉬與日光光場交互作用，增加光能轉化為氫能的效率。中央大學王冠文教授團隊則建置高效穩定低成本之雙效產氫產電系統，利用其太陽能轉換再生電力進行光電催化分解水產氫並儲存，達到能源永續發展之概念。

智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維

面對臺灣附近海域高溫、高濕、多颱風與地震頻繁的特有地理環境，以及海上嚴苛條件，成功大學林大惠教授團隊開發離岸觀測塔風向定向系統，可降低量測成本、提高觀測準確性與量測效率，有助於離岸風場開發之海事工程量測。臺灣大學蔡進發教授團隊著重開發離岸風場運維大數據智慧平台，提供數據及開發各種量測技術，達到風機早期診治、早期預防功效，以期降低運維成本。

儲能技術開發著重高效能、高安全、具經濟性以支持各種儲能應用

隨著電力系統快速發展，電力儲存設備的布建應隨之增加其靈活度，以確保間歇性再生能源的儲存整合，促進電力供應端和儲存之間高效率的轉換。而儲能領域當中，又以先進二次電池與先進氫能為基礎核心發展項目。

開發高能量與高安全之固態電池技術

為進一步提升儲能電池安全與效率，全固態鋰電池已經成為研發主流。研究方向多針對電池正極、負極、以及電解質創新材料與設計，進一步提升能量密度需求與提高電池系統的總體能量。

正極材料方面，大同大學林正裕教授團隊開發具可量產層狀富鋰錳基正極材料合成技術，同時透過離子摻雜技術穩定其正極材料之晶體結構、改善材料的離子導電度，進而提升其電池穩定性及電容量。

負極材料方面，清華大學杜正恭教授團隊採用太陽能板製成切削的廢料矽，將此進行高值化做成鋰電池的負極材料，並用交聯反應開發矽負極黏結劑，以共沉澱法、自身氧化還原法進行正極材料開發參雜改質，提升鋰離子電池的循環壽命和快速充放電的能力。交通大學陳智教授團隊利用電鍍雙晶銅箔作為矽基負極材料的基板，配合富鎳層狀氧化物正極構成鋰電池，提升鋰電池的整體能量密度，提供各項裝置或載具更好的續航力。

電解質材料方面，明志科技大學楊純誠教授團隊主要開發鋰鑭鋯氧氧化物固態電解質，並將其應用在NCM811陰極材料上，最終組裝成鈕釦型及軟包型電池。成功大學方冠榮教授團隊開發高緻密性鈣鈦礦、橄欖石、石榴子石結構氧化物及硫化物電解質，以及具獨特性金屬、非金屬中介層，有效降低固態電解質/電極介面阻抗。臺灣科技大學王復民教授團隊研發固態電解質具環保水溶性，有低成本與綠色製程之特性，且能有效改善固體接觸的介面問題，可製備成高容量、輕量化與高性能二次電池。臺灣大學鄭如忠教授團隊深入探討高分子固態電解質，藉由合成改質方式可提供具彈性的高分子，進一步利用後調整加入鋰鹽的種類及添加劑，使研發的高分子固態電解質更符合商用規格。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能可作為重要儲能技術研發之原因，乃因其最終可實踐潔淨能源，提供眾多行業(如化工、鋼鐵重工及長途運輸等行業)有效脫碳方法，降低碳排放量，改善空氣品質並加強能源安全。且相對其他儲能系統，氫能另一大優勢為其電轉氣儲能系統有儲存量大以及放電時間長的特性。

行政院原子能委員會核能研究所長久以來專注於氫能領域。張鈞量博士團隊開發大氣電漿噴塗製備金屬支撐型固態氧化物燃料電池之可量產技術驗證，可進行大面積(10╳10 cm2)金屬支撐型固態氧化物燃料電池片之生產；余慶聰副研究員團隊利用新型產氫技術結合二氧化碳捕獲技術，使用低成本觸媒生產95%以上的氫氣，省去複雜的純化處理，大幅降低氫氣製造門檻；李瑞益研究員團隊則是著重於開發固態氧化物燃料電池發電系統，可直接將燃料如氫氣、瓦斯或天然氣轉換為電力，並將餘熱回收再利用，具有高能源轉換效率。

燃料電池方面，中央大學李勝偉教授團隊開發中低溫操作的陶瓷電化學儲能電池，所使用的關鍵電解質材料可使操作溫度降到400-700℃區間，且開發關鍵電解質、氫氣電極與空氣電極材料性能與微結構設計，利用靜電紡絲技術製作空氣電極材料奈米纖維，並成功與電解質相互整合，可提升單電池性能14.1%。

儲存氫氣方面，清華大學陳燦耀副教授與曾繁根教授團隊選擇碳材料進行儲氫研究，以零模板水熱碳化法合成出奈米碳球，最後輔以奈米金屬修飾產生之氫溢流效應(Spillover Effect)，提升氫氣吸附效能。

製造氫氣方面，臺北科技大學鄭智成教授團隊致力研發低成本、高穩定度、高效率之中溫固態氧化物電解電池電極材料，另外開發新型氨氣裂解觸媒技術，大幅改善現有氨裂解觸媒反應速率過慢之缺點。中興大學楊錫杭教授團隊則開發非貴金屬觸媒應用於水電解觸媒，以降低裝置成本，並且研發陰離子交換膜和膜電極組，使效率能有效提升。臺灣大學謝宗霖教授團隊發展具突破性之太陽能電解水產氫技術，以低成本、易量產、高效率的鈣鈦礦─矽晶疊層太陽能電池進行電解水產氫，並達到具競爭力之太陽能轉氫能效率水準(10-15%)。而臺灣科技大學胡蒨傑教授研發適於氫氣分離的複合薄膜，藉由熱力學與動力學的基礎理論調控薄膜成膜機制，開發高孔隙度且結構穩定的基材膜，結合優異特性的基材膜及選擇層。

綠色能量持續擴散，協助臺灣繼續邁進成為「亞洲綠能發展中心」

科技部「綠能科技聯合研發計畫」藉由學研界前瞻創新研發能量，推動新能源及再生能源之科技創新，進一步擴大產學研界連結之效益，積極延續科研成果落實產業應用，以期為我國綠能產業布建機會，並協助政府達成能源轉型，且透過綠能科技發展躍身國際舞台。

完整內容請見：
https://www.cw.com.tw/article/5114845

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地球暖化、能源耗竭，人類在無法脫離沒有電的生活下，「綠電」的發展刻不容緩，其中如何將太陽能儲存起來供給大眾使用，更是目前學者們競相研究的主軸。
　
在台灣，「新世代能源研究團隊」發現可以把太陽能用「氫」儲存起來，團隊利用將矽結合石墨烯形成的蕭基介面 (Schottky Junction) ，提高太陽光能轉變成化學能──氫能的轉換率，再以鋼瓶儲存。
　
想知道由太陽能轉換的氫能後該如何放電嗎？製造出來的氫能有沒有更好的儲存方法呢？未來又該如何應用在生活上？就讓身為團隊主力之一的王迪彥教授帶我們來一探究竟吧！
　
＊本文轉載自 科技大觀園
　
延伸閱讀：
太陽能轉換氫能的重大突破：與石墨烯結合的製氫新技術
https://pansci.asia/archives/179799
染料敏化太陽能電池的再突破——專訪中興化學系教授葉鎮宇
https://pansci.asia/archives/318317
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⚠ 當陰謀論碰上科學，會擦出什麼樣的火花呢？
泛科學重磅專題「Pan-pan-Panspiracy：一切都是泛科學的陰謀」，將帶你抽絲剝繭、層層解析：https://lihi1.com/W9kuV