水圳不只灌溉,還能發電?初英山社區的「微」綠能革命 自己的電自己發!
你是否曾想過,在自己的社區打造微型綠能發電?當多數公民電廠選擇將電力躉售給台電,花蓮吉安鄉的初英山社區則採取不同的做法,他們將太陽能、微型水力的綠電留在社區「自發自用」,無償開放給社區居民使用,為地方能源自給自足開創新模式。
位於初英山腳下的社區,有著矮房、農田、菜園、馬場,群山環繞,自帶一股慢活氛圍。跟著初英山文化產業交流協會研究員賴威任的腳步,來到社區的吉安圳旁,一周前連日大雨,使圳內的水略顯混濁,「這是上面台電東部發電廠初英機組,利用木瓜溪的溪水發電後,流下來的尾水。」他指向水圳另一端的初英山說著。
吉安圳近300條大小圳路流經整個吉安鄉,灌溉超過2500公頃土地,孕育「吉安三寶」——韭菜、芋頭、龍鬚菜,以及日治時期有「天皇米」之稱的水稻。不過在初英山社區裡,這條水圳的任務不只灌溉,還肩負微水力發電的工作。
不只有大型電廠能發電!初英山社區的微水力發電初登場
微型綠能進入初英山社區的重要推手,是長期關心環境議題的社區靈魂人物鍾寶珠,她看見大型綠電案場對環境帶來危害,認為永續能源不該朝破壞環境的方向發展。
2018年,協會在龍華科技大學的技術協助下,讓寬約1米的小水圳裡,有了川流式的微水力發電機組,一年可產生約876度電,為水圳邊的路燈提供照明電力。
回憶起協會在社區初次嘗試微型綠能,賴威任說,「剛開始有些機組還是我們自己用人力搬下水圳的。」
賴威任強調,「現在可以發展大型綠能案場的都開發得差不多了,但微型綠能還有5、600 MW(千瓩)的潛力,如果發展起來,可以減少建設大型電廠。」他解釋,只要水深達50公分,機組就能順利運作,未來更換新機組後,將產生更多電力,協會也計劃與龍華科大研發於水深僅20公分處也能運作的機組。
對協會而言,初英山是微水力的重要實驗場,透過一次又一次的水力機組比賽,尋找更適合模組化的設計,賴威任笑說,「水沒有好好利用就流走,電也就流走了,很可惜,希望大家把機組都拿來嘗試,就算只有幾百瓦的電力都不要忽略!」
天災、技術與成本的考驗...3D列印能成為微水力的解方嗎?
機組設置前,需要考量水流速、水圳寬度、水源穩定程度等3大因素,加上每條水圳、溪流的條件不同,使微水力發電難以短時間內大規模擴張,例如乾枯季明顯的水道就相對不適合設置機組,枯水期可能無法運轉。
此外,水文條件改變也是一大挑戰。去年0403大地震和風災後,大量泥沙、樹枝、塑膠垃圾隨著水流沖刷下山,超出機組攔汙柵預設的承受範圍,水下葉片、基座也出現耗損。目前水圳裡2台機組皆暫停發電,等待龍華科大的人員前往檢修,如何因應天災,做出更彈性的設計,是接下來的難題。
面對這些難關,賴威任表示,目前研發人員也在思考是否有機會透過3D列印,達到降低成本、模組化,「我們目標是把價格從10萬元降到3至5萬元,」讓一般社區都有能力負擔,才有機會提升普及率,甚至走向國產化,但3D列印的材質是否耐用,仍待評估。
賴威任期待,未來社區有能力自行做簡易機組維護、異物排除,「我們初步想法是成立工班和五金行,因為社區長輩都有基本的維修技能,未來如果機組數量增加,龍華科大也打算設計遠端監控的系統,節省巡邏人力。」他也強調,不該只看重微水力的發電成果,更重要是將綠能結合社區發展、提升社區效益,希望在過程中與社區一起成長。
農用水圳陷兩難 灌溉與發電如何達到平衡?
發展微水力發電要面對的不只是大自然的考驗,還有與居民、地方政府單位的溝通。儘管水流聲足以蓋過機組運轉,協會仍接獲少數居民反映噪音問題,甚至有人在未提出具體理由的情況下,反對於住家附近設置發電機,而協會也只能暫時將機組移往其他地方放置。
此外,由於水圳受水利署、林保署等單位管轄,要申請設置機組時,申請人經常要跟多個單位協調,手續繁雜,缺乏單一溝通窗口,就連需要關水修繕機組時,需要與主管單位商量,也經常遭拒。
賴威任解釋,主管單位認為農用水圳應優先用於灌溉,「之前曾經要維修,希望可以關水1、2個小時,但他們說不行就是不行,我們未來可能要在農閒時間維修機組。」
不只微水力還有太陽能!讓綠電走入生活 打造社區示範基地
除了水力發電,協會辦公室的屋頂上也在2024年安裝了屋頂型太陽能板,年發電量可達微水力的10倍左右,少部分供協會辦公室使用,其餘則作為社區公用電力來源,辦公室內更存放多顆儲能電池,將太陽能電力儲存備用。
賴威任提到,若遇上緊急狀況,台電電網出問題,社區就可以使用這些電池,拉長待援時間。如果電池內的電用不完怎麼辦?他笑說,政策使然,剩餘的電只能免費送給台電,社區目前無法透過躉售換取收入。
而過往社區舉辦市集、音樂會時,也少不了綠電,賴威任指向辦公室一角用來存放芋頭的公用冷凍庫,電力也全來自社區的綠電,「我們門口還有接一個插座,社區長輩來參加聚會時,可以順便把家裡的電動代步車開來充電。」
協會把辦公室打造成一個綠電示範場域,讓綠能走入居民的日常生活。賴威任指出,透過頻繁的社區活動,居民得以實際使用並了解綠電,這也有助說服更多人願意在自家屋頂安裝太陽能光電板。
初英山的成功經驗可複製嗎?居民參與是關鍵
無論是微水力或太陽能發電,初英山社區都走向不同於一般公民電廠躉售電力的運作模式,反而強調能源自主與社區公益,期望打造一個韌性社區。
不過這套做法恐怕難以移植到城市裡。賴威任坦言,城市水流少,且河川垃圾更多,還有家用汙水、畜牧汙水等問題。他以花蓮美崙溪為例,從水源地一路經過平原進入出海口,短短20多公里,溪流從水源地的乾淨水質,變成輕中度污染,更遑論城市的垃圾問題比鄉村更嚴重。
「但水文環境跟我們類似的,就可以複製貼上。」賴威任說,即便每個地區的地理條件有些許不同,仍有許多社區紛紛前往交流、請益,希望學習初英山社區的成功經驗,尤其是水圳內的微水力發電。
他也認為,社區能否成功推動綠能發展,取決於居民是否願意投入,如同初英山有寶珠姐登高一呼,也唯有居民認同綠能的價值,意識到重要性,才能進一步實現社區願景。