2003/12/05
經濟部能源局
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▓撰文：何秀玲
除了燃燒木柴、稻草等燃料外，水力發電是台灣最早開發運用的再生能源，並且在很長的一段時間中，擔任台灣電力供應的主要來源。至今，水力發電在量的部份雖已不能滿足龐大的電力需求，卻仍然具有關鍵的地位。
歐洲在18世紀末，即已開始利用水力發電，世界各國推動電力化的工作，也多半由水力發電開始。利用天然的資源，水力發電無須燃料且能生生不息，技術層次亦在短時間內就已經達到一定的成就，故掌握水力資源並有效運用，成為近代人類文明的轉捩點。
台灣最古早的水力電廠
以我國來說，早在劉銘傳擔任台灣巡撫的時代，就已經打造出第一個水力電廠的藍圖，只可惜劉銘傳後遭清廷撤職，計畫亦隨人而擱置下來。其後清廷甲午戰敗，被迫簽訂馬關條約割讓台灣，日人在進駐後，待情勢稍微穩定，旋即根據劉銘傳所留下的設計，在今日台北縣烏來鄉桂山地區，建立了台灣第一座水力電廠——龜山發電所，於1905年竣工發電，距離劉銘傳規劃的時間僅15年左右。
龜山發電所的裝置容量為500瓩，以今日的供電眼光來看，實在是很迷你，但是卻是當代最重要的建設成就。透過16.5公里長的輸電線路，將電力送進台北市區，供台北市的城內（今總統府周邊）、大稻埕、萬華等三個地區使用，入夜後街頭燈火通明，也將當時台北的生活，帶入一個新的境地。
歷經戰亂與天災，光復後龜山發電所經過修復，更名為桂山電廠，再經開發之後，現在共包括有：烏來機組、粗坑機組、軟橋機組、翡翠分廠等單位，總發電容量達到11萬瓩，是最初規模的220倍，成為台灣北部最重要的水力發電據點，而其近百年的歷史以及台灣最古早水力電廠的地位，更是發人懷古之幽情，同時深具教育意義。
多方向的發展
有了龜山發電所的成功經驗，加上電力的需求漸趨增強，日人開始在台灣計畫性的開發水力發電，其中大致可分為兩個面向，其一是配合地形地貌，將「水利」與「水力」的結合，如桃園大圳、嘉南大圳等，希望藉由水利工程建設，同時達到灌溉、水力發電、土壤改善等多功能的目標，今日的竹門水力電廠，就是一個代表性的建設。
再者則是以闢山蓄湖的大型水利工程，建設大型水力電廠以滿足當時的電力需求，同時成為發展工業的後盾，最具代表性的是日月潭電廠。日月潭原本只是一個小湖泊，在日人分階段築壩設堤，並截取濁水溪流水，由一條15公里長的地下水道穿山越嶺、匯入日月潭後，才形成今日的泱泱大湖風貌。歷經15年的工作，日月潭第一發電所在1934年完成，10萬瓩的裝置容量為當代東南亞地區之冠；其後，又著手興建第二發電所，於1937年完成，利用第一發電所發電後的水再次發電，裝置容量亦達到43,500瓩。
日月潭水力電廠是當代台灣工業的動力心臟，不過這也讓它成為盟軍轟炸的主要目標，致使建設損失慘重。政府遷台後，對於日月潭水力發電的發展不遺餘力，除修復外，更在之後陸續建設明湖與明潭等水力電廠，其中明潭為東南亞最大的抽蓄水力電廠，160萬瓩的裝置容量在世界上也可稱為罕見。
巧奪天工小而美
水力發電主要利用高低落差形成的位能，要達到發電的目的，水利工程當然不可少。無論是日本人用地下水道引水形成日月潭，或是台電公司的明湖、明潭電廠，築壩圍水、挖空山脈，將水道與發電機組藏在青山之中，這些都是非常巨大的建設，所花費的金錢與時間難以計數，對於地形地貌，也產生了永久性的改變。
在宏偉巨大的工程之外，水力發電也可以小而美的方式出現在身邊，雖然發電量不高，但能充分利用到每一分可用的水力資源，同時對於環境的影響較小，台中縣后里圳的低落差示範電廠就是最鮮明的例子。
后里圳是一條灌溉渠道，水源來自於大安溪，其高低落差小，考慮到灌溉的功能與先天的條件，本來不會是水力發電的好選擇，不過在專家精心的設計規劃下，以3.6公尺，一層樓高般的水位差，年平均發電就可達62萬度，發電後的水仍然可供灌溉用途，可說是巧奪天工，將自然資源利用的淋漓盡致。
堅實的自產能源
今日，水力發電佔台灣電力裝置容量的14％，而由於自然資源利用的困難與限制，實際生產量約僅佔電力整體供應的4％左右，但這並不代表水力淡出了發電的行列。相反的，在強調利用再生能源的今日，已具有相當基礎、技術成熟度高的水力發電，仍然是電源開發的重點。
由於我國的水力發電開發甚早，在昔日電力需求和技術水準均無法與今日相比的情況下，改善與增進現有水力發電的能力，應可有效增加水力發電的利用率。另一方面，獎勵開發小規模的水力發電，讓涓滴珍貴的資源都能被充分利用，相信亦會達到可觀的成效。