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"...... 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。

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。

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。....."

大甲溪一滴水可發六次電 肩負台灣一半水力發電重責大任 ，上游德基水庫將化身大型「儲能電池」 拚2034年啟用 ，讓尖峰用電備援再添生力軍！（06/15/2021 EIC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。

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。

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。

依《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。

完整內容請見：
https://e-info.org.tw/node/231418

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兩次跳電凸顯氣候變遷加劇影響電力系統（05/20/2021 自由時報）

文：林法正／國立中央大學電機系講座教授兼資訊電機學院院長

這兩週接連的跳電事件引起民眾對於國內能源現況的擔憂，但不論是人為疏失的513跳電，抑或是用電突增卻有大量歲修機組無法支援造成的517跳電，都凸顯出台電公司在尖峰負載的預估、機組歲修的排程、以及其他可快速調度機組的安排上，都小看了氣候變遷的劇烈影響，以至於預估失準、排程不符需求、備轉機組難以發揮救援功能，而對供電穩定帶來巨大挑戰。

高溫及疫情用電負載預測失準

因為氣候變遷造與疫情爆發造成負載劇升，且水情不佳使水力發電無法到位，加上共有近4.57GW裝置容量的機組正在大修無法發電，以致於5月13日及17日因發電機組跳脫之實施緊急分區輪流供電。

氣候變遷加劇，今年還沒進入暑假就已連日高溫且久旱不雨，讓家戶用電高峰比往年更早出現；這幾天又因疫情爆發，許多人改以在家活動或辦公，使得疫情升溫後的第一個上班日就出現用電量暴增的情形。往年通常要到七月份才會出現的用電高峰，今年卻在五月中就出現，5月19日更來到今年五月最高，尖峰用電量高達37.57GW，擠進歷年尖峰用電量的第三名（見下表），甚至比去年五月尖峰負載高約3.78GW，負載劇升11.1%。

昨天網路上有人說住商用電比例小，其空調用電上升對整體用電量影響不大，據此反駁因天熱和疫情升溫造成住商用電劇升的是實。實在不忍說，這些或許本身都是對瞬時尖峰負載和電力調度毫無概念的人，卻愛逾越專業發言誤導大眾，令人無奈。雖然工業用電量占比最大，但頂多隨著景氣好壞而有波動，比較少像住商用電一樣在短期、單日內出現劇烈波動，所以在台電要做用電負載預估時，住商用電反而是變化較大、容易造成預估落差的。台電通常會根據歷年同期用電情形來做當期用電量預估，這次之所以預估失準，最大的原因就是今年五月份的用電需求跟往年完全不同，因高溫和疫情導致住商用電突然爆增的影響確實不能被忽略。

用電高峰突然提前與大量機組歲修時間重疊

而這兩次跳電主要原因都是當天的用電負載比原本台電預估的高出太多，影響電力調度上的判斷準度，才會一時之間無法快速因應。這裡說的因應，包含即時備轉容量抓的裕度，還有安排機組歲修及上線的時程。

517的狀況很明顯，原本沒有預估五月中會有超大用電需求，所以安排了很多機組休息做定期檢修，預計在往年高峰來臨前（七月份）完成並重新上線幫忙發電，但五月中突然用電飆升，再加上興達電廠1號機下午故障跳機，雖然只有0.5GW，但因正在大修的機組數量太多根本來不及臨時接回來發電。這樣歲修中無法支援的機組發電量高達4.57GW，若全部歸隊根本不會有跳電疑慮。

不過，用電量突然升高不代表我們因缺電而停電，而是代表台電的用電預測會出現落差，即時備轉容量抓得太接近，使得當日各個機組在調度上之裕度留太小了。這並不是要檢討台電判斷失準，而正是在提醒台電，近年來隨著氣候變遷影響程度加劇，應該盡早將氣候變遷相關因素納入評估當中。

乾旱使抽蓄水力發電能力大受限制

除了氣候變遷的高溫影響用電量之外，台電說明這兩次還因抽蓄水力受水情影響而無法即時救援。為什麼呢？因為抽蓄水力接上電網併聯的速度是前面說的各種發電形式當中最快的，緊急時5分鐘內就可以併聯，是最可靠的備援戰力。

然而，今年剛好適逢百年大旱，台灣已經很久沒有颱風、梅雨造訪，許多水庫已見底，甚至台中地區目前還在限水中。面對這樣嚴酷的水情，抽蓄水力發電當然也會受到限制，蓄水池水位會直接影響抽蓄水力發電。目前抽蓄水力的明潭發電廠六部機組，是以日月潭為上池、明潭水庫為下池，池間位能差帶動發電機發電，反轉則可將下池水抽回上池蓄存，水位若低於732公尺將無法進行抽蓄發電。

由以上幾點可知，高溫影響用電量而干擾預估準確度，間接導致機組歲修時程和用電高峰時間意外重疊，同時又有乾旱影響水情使水力發電救援受限，這些都可歸因於氣候變遷的影響，若台電及早具備相關概念就能預為因應。

顯然，台電對於氣候變遷的應變能力還相當薄弱，須要盡早將氣候變遷的影響納入其電力調度上作全面性的評估，才是這兩次事件之後最應受到重視的改善之一。

另一方面，建議台電各種備轉輔助服務（調頻、及時與補充）應儘量擴大量能以備不時之需，利用輔助服務因應電力系統故障（發電機組跳脫、輸電線路故障）與再生能源間歇性，以容量市場支撐氣候變遷與未來綠電高占比對台電系統帶來的挑戰。

完整內容請見：
https://talk.ltn.com.tw/article/breakingnews/3539933

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打開電力新視野 - 日月潭抽蓄發電成典範 光輝歷史 風華再續（06/01/2020 台電月刊690期）

讓我們避免無謂的口水戰、意識形態先入為主，報真導正，回歸客觀、持平、專業的角度來看待能源轉型的各面向議題。

文後還有一系列相關的議題探討、解析，也頗值得大家參考。

台電月刊第690期封面故事專題企劃 - 日月潭抽蓄發電成典範 光輝歷史 風華再續

日月潭擁有全臺唯二的抽蓄水力電廠，在迎向能源轉型的今日，抽蓄機組肩負尖峰急救電力、確保供電穩定的重任，更許諾日月潭的永續經營。

來到日月潭，總讓人放慢腳步，欣賞一年四季、晨昏變幻的美，加上環湖步道與休憩設施完善，每年吸引超過600萬人次造訪，2019年更獲選全球百大綠色旅遊目的地。

然而，一般人可能不知道，日月潭不僅具有觀光休憩功能，還是提供發電的大型水庫。日月潭每日水位有將近2公尺的水位落差，這不是潮汐現象，而是台電大觀二廠、明潭發電廠每日進行抽蓄發電造成，順此變化，遊艇停靠區的碼頭設計多採用浮排；日月潭能保持清澈、避免優氧化，原因之一是抽蓄發電使潭水經常在上池（日月潭）及下池（明湖水庫、明潭水庫）間流動所致；當地餐廳供應的鮮美潭魚，則來自台電每年放養魚苗、嘉惠漁民；身為日月潭水庫管理機構，台電還肩負著水庫清淤與集水區邊坡維護工作，讓美景長青。

水力發電原鄉 再續光輝歷史

早在日治時期的1930年代，臺灣電力株式會社（台電前身）奠立了日月潭複雜的水力發電系統，興築水社壩與頭社壩形成日月潭人工湖，潭水來自濁水溪上游，在南投縣仁愛鄉武界地區築壩攔水，經15公里長的引水隧道，引水注入日月潭，形成「離槽水庫」（即不建在溪流本流上的水庫，與「在槽水庫」相對），同時利用水位落差引水至兩座發電所（即今大觀一廠與鉅工分廠）進行發電，發完電的水再度回歸濁水溪，流經下游集集攔河堰以供應彰、雲地區的農、工、民生用水。

1970年代「第一次世界能源危機」之後，世界各國紛紛投入開發抽蓄水力發電，加上1970年代末，臺灣經濟快速成長，尖峰用電需求急遽增加，政府乃提出抽蓄發電計畫，大觀二廠、明潭發電廠先後於1985年及1995年落成啟用，明潭發電廠完工時是當時亞洲第1大、世界第4大抽蓄電廠。兩廠分別可輸出最高100萬瓩及160萬瓩電量，占今日全臺總裝置容量約6.2％，至今仍是臺灣僅有的兩座抽蓄電廠。

如果以球隊成員來比喻不同類型的電廠在電力系統裡的角色，抽蓄電廠就像一位可靠而敏捷的「備援投手」。發電處李崇賓處長指出，這是因為抽蓄機組有「起動迅速、升降載速度快、線上調度及離峰抽蓄儲能」4項特點，遇到系統負載尖離峰變化過於劇烈，或是發生大型機組跳脫導致系統頻率下降，它都能在短短數分鐘內立刻上場救援。同時，抽蓄水力發電原始設計理念是利用離峰時段剩餘電力抽水，在白天尖峰時刻放水發電，以替代其他較昂貴的發電方式，有降低發電綜合成本之效。

抽蓄發電將水資源循環利用

抽蓄電廠與日月潭風光休戚與共，然而，環湖一圈也難見廬山真面目，得翻過西側的阿里眉山來到南投縣水里鄉，往濁水溪支流的水里溪畔探尋。

來到大觀發電廠廠區，訪客第一眼總被山頂磅礡直下的5支綠色壓力鋼管所吸引，下方連接的土黃色平頂廠房為1934年建成的大觀一廠，明湖水庫則位於一廠北端，順河谷地形而建。

大觀二廠從日月潭西側水社附近取水，水從兩條各2,380公尺及2,350公尺的引水隧道，一路穿過中潭公路下方，再由壓力鋼管輸送至發電機組；明潭發電廠亦有兩條引水隧道，不同是在過河段有明管跨越頭社溪，在明湖水庫下游的水里溪築壩成明潭水庫。

抽蓄發電的原理是，水輪機帶動發電機順轉方向即發電，當離峰用電時段，再利用系統剩餘電力，將發電機反轉作為馬達帶動水輪機，把下池儲存的水順原水路，抽送回上池蓄存待用，如此循環利用，完全不浪費水資源。

來訪這天，大觀發電廠黃陵育副廠長帶領我們走至明湖水庫壩頂，愈靠近山壁的4道尾水閘門，愈能聽見從地底深處傳來的隆隆聲響。「這是大觀二廠正在發電，尾水排放的聲音。整座地下廠房就藏在山腹內，距離下池水面還有70至80公尺深！」黃陵育解釋，這是抽蓄機組的必要深度，「因抽水運轉啟動前，為了減輕動輪的阻力，必須先將原本充滿水輪機的水，利用空氣壓力向下壓。」

深入發電心臟 一窺抽蓄機組奧秘

要進入地下廠房，得從隧道深入。抽蓄電廠的裝置容量大，因此設備也比其他大型水力電廠來得龐大與複雜，而明潭發電廠地下廠房的量體，是所有地下廠房中最大的，其頂拱距地表約300公尺，內部空間縱向高度46公尺、長158.4公尺、寬22.4公尺，看不見的連續壁厚達2至3公尺。

大觀發電廠土木組張立平經理30多年前曾參與抽蓄工程營造，他回憶，「地下廠房開鑿時得另挖橫坑，將土石不斷清運，也要處理岩壁滲水問題。」當時有人形容開挖範圍之大：「將台電大樓結構物橫放進去，綽綽有餘」。

明潭發電廠運轉組林永聯經理與供應組廖宜英經理帶我們穿梭在迷宮般的地下電廠，最頂層稱為地下1樓，為裝機台，6部發電機排成一列，上蓋燈亮表示運轉中，因大修時需要操作起重機進行拆解與組裝，空間設計得空曠、挑高；廖宜英指著屋頂上兩部移動式起重機：「大修時最重的物件是發電機轉子，約重375噸，但一部起重機最大吊重是250噸，因此必須兩部聯合操作才吊得起來。」

走至地下2至5樓，可見水輪機隆隆運轉，各層佈滿穿來引去的各種管路、水閥裝置、調相設備、監測儀表等，侷促空間卻是值班人員每日梭巡的工作場所。曾任值班主任、經歷過傳統人工操作的林永聯說，電廠值班採「4班3輪」制，即連續3天輪值大夜班、白天班、小夜班，第4天休息，如今雖改由值班主任於控制室遠端遙控操作，現場還是需要兩名值班人員定時巡視，遇到操作系統發生異常（例如漏水、漏油），要有停電檢修與故障排除能力。

維修保養有道 隨時上場應戰

為精簡人力，1999年起，明潭發電廠廠長兼任大觀廠長，各廠下設兩位副廠長；大觀發電廠又分一廠及二廠，明潭發電廠另管轄鉅工分廠、水里機組、北山機組、濁水機組，所有機組皆可由明潭發電廠遙控操作。

明潭發電廠許宗源廠長指出，抽蓄機組的起停運轉時間及發電量大小，受電力調度處中央調度中心指揮調度。「抽蓄電廠的特性是，因調度頻繁，設備耗損較大，維護、保養與檢修也相對頻繁。」他解釋，設備維修的頻率，與運轉時間及操作次數有關。以開關場的斷路器為例：抽蓄機組斷路器一天動作4、5次，操作2,000次必須檢修，操作1萬次就得更新。「抽蓄電廠6、7年就達到操作1萬次，其他水力電廠用幾十年還達不到。」

設備維護分為定期檢查及大修兩種。抽蓄機組每8至9年需進行大修，費時4個月，大修的主要項目由電力修護處負責，「光是拆卸就要花20幾天，回裝更難，需要30幾天，中間60天做檢修。」大觀發電廠曾東釗副廠長指出，為了控制工期，大修時會將不同工項一併來做，例如同時進行調速機、勵磁系統、發電機線圈的更新，零件都須事先準備，有些零件還要現場精修。

抽蓄機組大修期間等於缺少一名「備援投手」，對電力調度茲事體大，因此，電力調度處會密切掌握與協調大修時程，「2018年備轉容量在6％以下時，抽蓄機組大修就曾臨時喊停，因為此時電力系統特別需要抽蓄機組補足電力。大修開工後，若有需要延期，也要立刻向調度處說明，以做好因應。」許宗源說。

抽蓄機組必須勤維護，才能保持最佳狀態，隨時上場打仗。2015年蘇迪勒颱風襲臺，深夜裡和平、協和、麥寮發電廠接連全停電（和平、麥寮為民營電廠），導致系統頻率急降，就是靠正在抽水模式的抽蓄電廠緊急跳脫因應，才化解限電危機。又如，2019年8月，麥寮電廠因故障導致3部機組同時跳機，也是靠抽蓄機組自動卸載來穩定頻率，避免限電。

「真英雄是沒有故事可以講的，」電力調度處吳進忠處長曾如此讚揚抽蓄機組貢獻：「因為真英雄第一時間出手就把問題給解了。這就是抽蓄機組的儲能價值。」

再生能源蓬勃發展 抽蓄電廠新使命

因應政府能源轉型政策，目標2025年將有2,570萬瓩的太陽光電與風力併接於台電電網，然而，再生能源具有間歇性及瞬間出力變化劇烈的特性，對於電力系統調度的挑戰大，使得抽蓄機組的調頻服務更受倚重。

許宗源指出，過去2年來抽蓄電廠已經配合再生能源執行調度，今（2020）年太陽能併網大幅躍進，預估到今年8、9月時，太陽能加上風力的「瞬間」發電量將超過400萬瓩，「往後調度只會更加複雜，發、抽次數變得更頻繁，且不一定何時發、何時抽。」許宗源說。

他舉例，以前是白天尖峰時段發電，如今豔陽高照的中午，不可能透過火力電廠降載，只能靠抽蓄機組以太陽能的電來抽水，平衡系統負載，「最近就創下中午3部機同時抽水的紀錄。」

抽蓄機組設備操作次數增加，代表設備維修更頻繁，人力成本也相應提高。曾東釗點出，「不能讓變化追著跑，抽蓄電廠要先做好準備，積極應戰，發揮存在的最大價值。」電廠因應之道包括，年輕同仁都會派去其他廠支援大修，增加交流與磨練機會；建立大修作業指導書，現在還加上縮時攝影，讓核心技術不斷層。「同仁也要有心理準備，未來值班是日班忙、夜班也操。」曾東釗說。

擁抱綠電 與自然共生

面對再生能源併網對系統調度的挑戰，除了兩座抽蓄電廠持續配合調度，電源開發處也正著手進行「大甲溪光明抽蓄水力發電可行性研究」，是利用德基水庫做上池，下游的谷關壩做下池，目前分成「抽蓄式」與「抽水式」兩案，還在綜合考量評估中，將適時提出可行方案。

同時，台電也與民間企業合作研發大型儲能系統，甫於今（2020）年5月中旬啟用的金門塔山發電廠夏興分廠之儲能系統，是重要里程碑；推動中的智慧電網，對於再生能源預測與電網調度亦是必要基礎建設；燃氣複循環機組未來也將加入調頻服務的行列。

承接著百年光輝歷史，日月潭抽蓄發電持續締造傳奇，並許諾日月潭的永續經營，不僅是系統最忠實可靠的備援投手，也是現代電廠的綠色典範。

完整內容請見：
https://tpcjournal.taipower.com.tw/article/3969

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