分散型電力技術的應用

▓撰文：黃偉倫

長久以來，「電力使用量」被視為經濟發展的一重大指標，故電力供給量及安全度的提昇，不僅能帶動產業升級，亦可增加就業機會和提高國民生活水準。

電力來源大多由煤、石油、天然氣等化石能源及鈾礦來提供，有其天然存量的限制，且需求正大量增加，如在世界能源會議中，專家預言到西元2020年時全球能源總需求量將達兩倍。再者，若某經濟體系的電力來源過度依賴化石燃料，其經濟體系中的物價將隨著油價而波動，甚至於成長停滯。現今其他來源的發電技術已逐漸成熟，如在世界能源會議中，專家亦提出風力發電、太陽能發電等其他技術於西元2020年將提供30％的負載需求量。

西元1992年聯合國在「環境與發展會議」中已提出風力、太陽能、潮汐及地熱是未來燃料和電的來源，所以發展具有潛力的能源系統不僅符合我國的能源需求與利益，對我國長期的經濟發展亦有正面的價值。

由於化石能源及核能等此類能源使用後之有形與無形廢棄物，產生地球生態環境長期或短期、隱性或顯性等不良影響。如空氣污染的主要成因，可說是長期以來燃燒化石燃料的結果，其空氣污染物包括硫與氮之氧化物和微粒等，對空氣品質有相當的影響，且二氧化硫在大氣中會氧化成三氧化硫，而溶於雲層中的水汽，形成足以殺死植物或毀損建築物等之所謂的酸雨。

兩難的局面

另外，像溫排水可能改變水棲生態，並產生局部氣候變化。如南極上空臭氧層呈大幅減少的現象，經許多研究後發現，高空臭氧層受到人為排放污染物的破壞而減少，而其污染源以燃燒化石燃料佔大部份。又如核能發電過程有輻射外洩之憂，及核廢料處理儲存有其潛在的危險，舉例來說，日本東京茨城縣東海村於民國88年9月30日因核燃料加工處理不慎而導致輻射外洩。

雖然化石能源及核能等的應用可以時間及資源促進其使用過程及使用後的安全，然而化石能源及核能使用的爭議不僅是經濟或科學的，也需考量社會層面等相關意見。故近年來，化石能源及核能電廠的興建常有相當多的爭議。

所以無污染的風力發電系統、太陽能發電系統及汽電共生機組是良好的替代能源。以太陽能發電方式為例，許多開發中國家他們的能源需求都在成長，其中有許多國家具有良好的太陽能能源開發潛力。雖然，地面上太陽能能量密度低，日照隨季節、日夜間歇變化，而不易收集及儲存；然而，太陽能有分佈廣大，用之不盡、無污染問題（無熱、無氣、無放射物、無噪音），不需費用之優點， 是一種不受任何國家壟斷、控制的能源。而台灣地處亞熱帶，四周環海，陽光可稱為台灣最豐富的資源之一，本省地面每天大約截取1.7×1011 kw-hr 的太陽能，相當於一億桶石油的能量，太陽能之應用具有相當發展潛力。

提高經濟效益

另一方面，目前全世界約有一至兩億人口尚無電力供應，而這些人口主要位處於鄉村偏遠地區，該地區除了家庭需要用電外，還有社區基本設施，如學校、禮堂、健康中心及醫院，屋外照明及對外通訊設備也需要電源。這些用電若採擴展延伸高壓輸電網則需相當高的初期投資成本，相反的如果採用風力發電系統、太陽能發電系統、柴油發電機、氣渦輪機、汽電共生機組、微型氣渦輪機及燃料電池等分散型電力系統，其經濟可行性將大為提高。

近年來，我國人民生活水準提高，夏季尖峰負載逐年提昇，使我國電力市場陷入電力供應短缺的潛在危機，進而對用電戶進行限電及分區輪流停電的措施。若能將分散型電力系統的發電特性與我國的尖峰用電相配合，對我國舒緩尖峰用電有所助益。

歸結上述所提論點可知，現今許多國家開始研發風力發電系統、太陽能發電系統、柴油發電機、氣渦輪機、汽電共生機組、微型氣渦輪機及燃料電池等分散型電力技術之目的為：一為，現有主要之電力供給方式的供給量有限或有其安全或環境顧慮；二為，現有主要之電力供給方式的成本在傳統電力傳輸線無法到達的偏遠地區過高；三為輔助現有主要之電力供給方式，以做負載管理，避免天災人禍所造成的電力中斷。

就我國而言，近年來因環保與土地取得問題，化石能源及核能電廠的興建有其困難之處。因此，我國當務之急是研究分散型電力的優缺點與可行性，探討各種發電技術的成熟度、經濟成本效益及穩定度等，以期分散型電力成為我國解決能源問題的可能方案之一。（本文作者為台灣經濟研究院研五所助理研究員）