乾旱警報!氣候變遷重創水力發電,台灣能源穩定拉緊報

台灣水力發電的穩定供電能力,正因氣候變遷導致的持續乾旱而面臨前所未有的嚴峻挑戰。過去被視為穩定綠能的水力發電,如今在降雨模式劇烈變動、水庫蓄水量屢創新低的困境下,其可靠性正被重新檢視。當水庫水位持續探底,不僅影響民生與農業用水,更直接衝擊發電機組的運轉效率與時數,使得這項重要的再生能源,在極端氣候時代充滿變數。

水力發電的運作高度依賴穩定的水源與足夠的水位差。然而,近年來台灣旱澇加劇的現象愈發明顯,豐水期可能集中暴雨導致洩洪,無法有效儲水發電;枯水期則延長且更加乾燥,水庫見底導致發電機組被迫降載甚至停機。這種不穩定性打亂了電力調度的節奏,迫使台電必須更依賴燃煤與燃氣機組來補足缺口,這不僅增加碳排放,也讓能源轉型的道路更為崎嶇。水力發電從基載或調度支援的角色,變得越來越難以預測。

面對這項挑戰,相關單位已開始尋求對策,包括更新老舊機組以提高發電效率、發展小水力或川流式水力等較不受大型水庫蓄水量影響的發電方式,並強化與其他再生能源的智慧調度整合。然而,這些措施仍需時間與資源投入。在氣候變遷的威脅持續加劇的當下,如何確保水力發電的韌性,並維持整體供電系統的穩定,已成為台灣能源安全必須嚴肅面對的核心課題。社會大眾也必須認知到,節約用水與節約用電,在未來將是密不可分的兩項公民責任。

水庫見底,發電機組無用武之地

水力發電的核心在於「水」,當主要水庫如曾文、石門、德基水庫的蓄水率長期偏低,甚至跌破歷史紀錄時,位於壩體下方的發電廠便面臨「巧婦難為無米之炊」的窘境。發電需要足夠的水量與水壓(水位差),水位過低時,不僅可發電的水量銳減,水壓不足也會導致發電效率大幅下降。此時,機組可能僅能維持最低限度的運轉,無法提供預期的電力輸出。

這種情況在乾旱年份已非單一事件,而是逐漸成為一種新常態。過去水庫的蓄水週期相對可預測,但現在極端氣候打亂了節奏,使得水力發電的年度發電量波動劇烈。這為電力系統的長期規劃帶來極大困難。電網調度中心無法再像過去一樣,將水力發電視為一個穩定可靠的備援選項,必須尋找其他更即時、但可能成本更高或排碳更多的發電方式來填補瞬間的電力缺口。

能源轉型遇阻,電力調度壓力倍增

台灣積極推動能源轉型,目標是提高再生能源佔比。水力發電作為技術成熟、啟動快速的綠能,原本被賦予調節電網、支援尖峰用電的重要任務。然而,氣候變遷導致的乾旱,正侵蝕這項功能的基礎。當水力發電因缺水而無法在用電尖峰時刻提供即時支援,調度壓力便會轉嫁到其他機組上。

為了維持供電穩定,系統可能必須更頻繁地啟動效率較低、污染較高的燃油機組,或是讓燃煤機組維持在較高負載運轉,這與減碳目標背道而馳。同時,太陽光電在夜間無法發電,風力發電也有間歇性問題,若原本作為穩定支援的水力也失靈,將使電網在再生能源佔比提高後,面臨更大的穩定度挑戰。如何在水力發電不穩定的新現實下,重新設計電網的調度策略與備援機制,是迫在眉睫的課題。

尋求解方,提升水力韌性與多元發展

面對氣候變遷的威脅,不能只是被動因應,必須主動提升水力發電系統的韌性。一方面,可以透過更新渦輪機等設備,讓機組在較低水頭(水位差)下仍能維持一定的發電效率,也就是讓現有水源能「榨出」更多電力。另一方面,則需要思考水力發電的多元發展路徑。

例如,發展不受大型水庫蓄水量侷限的「小水力」或「川流式水力」發電,利用圳路、河川的常流水進行發電,雖然單一裝置容量小,但分佈廣、受乾旱影響相對較小,可作為分散式的電力來源。此外,強化水力與太陽光電、儲能系統的智慧整合,在白天光電充足時,將多餘電力用來抽水蓄存,待夜間尖峰時再放水發電,這種「抽蓄水力」的概念,能將水力設施轉型為巨大的天然電池,提升整個電網的靈活度與穩定度。

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