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4-1 第四章 臺北市再生能源發展潛力評估 本章主要目的在於發掘臺北市再生能源發展潛力,透過相關文獻 回顧與實地勘查,分析估算臺北市各項再生能源可設置裝置容量,以 提供主管機關未來推動再生能源之參考依據。 本章章節規劃第一節為各項再生能源發展潛力評估架構與方法; 第二節為太陽光電潛力發展評估;第三節為太陽能熱水系統潛力發展 評估;第四節為風力發電潛力發展評估;第五節為水力發電潛力發展 評估;第六節為地熱能發電潛力發展評估;第七節為生質能發電潛力 發展評估;第八節為海洋能潛力發展評估;第九節為小結。 第一節 再生能源發展潛力評估架構與方法 一、各項再生能源潛力評估準則 自然資源與環境條件評估之重要目的在於篩選出臺北市具發展潛 力之地點,其篩選方式係透過基本資料之蒐集,例如氣候條件、地形 等資源環境資料,依照潛力評估準則(表 4-1),篩選出具潛力之發展 地點。評估流程如圖 4-1 所示。

第四章 臺北 再生能源發展潛力評估rdnet.taipei.gov.tw/xDCM/DOFiles/pdf/00/00/01/71/... · 提供主管機關未來推動再生能源之參考依據。 本章章節規劃第一節為各項再生能源發展潛力評估架構與方法;

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4-1

第四章 臺北市再生能源發展潛力評估

本章主要目的在於發掘臺北市再生能源發展潛力透過相關文獻

回顧與實地勘查分析估算臺北市各項再生能源可設置裝置容量以

提供主管機關未來推動再生能源之參考依據

本章章節規劃第一節為各項再生能源發展潛力評估架構與方法

第二節為太陽光電潛力發展評估第三節為太陽能熱水系統潛力發展

評估第四節為風力發電潛力發展評估第五節為水力發電潛力發展

評估第六節為地熱能發電潛力發展評估第七節為生質能發電潛力

發展評估第八節為海洋能潛力發展評估第九節為小結

第一節 再生能源發展潛力評估架構與方法

一各項再生能源潛力評估準則

自然資源與環境條件評估之重要目的在於篩選出臺北市具發展潛

力之地點其篩選方式係透過基本資料之蒐集例如氣候條件地形

等資源環境資料依照潛力評估準則(表 4-1)篩選出具潛力之發展

地點評估流程如圖 4-1 所示

4-2

表 4-1 再生能源潛力評估準則

再生能源別 潛力評估準則

太陽能 日照條件(全年日照 1500hrs)周圍條件(遮蔽腐蝕性)設置空間大小(方

位與空間大小)

風能 風速(大於 4ms)(小風力機 3ms)一年四季風力帄穩

水力能 落差達 25m 以上流量大於 6m3s一年四季水流帄穩

生質能發電 一般廢棄物一般事業廢棄物一般廢(污)水處理沼氣產生量達 5000 Nm3d

以上或發電系統之總裝置容量應達 300kW 以上

猪隻規模達 5000 頭以上其廢水處理沼氣產生量為 600 Nm3d 以上且發

電系統之總裝置容量應達 30kW 以上

地熱能 溫度達 150以上腐蝕性 酸鹼性

海洋能 1波浪波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17 瓩公尺~ 15 瓩公尺)

2潮汐1m 以上潮差即可發電

3溫差溫差達 20以上

4海流潮流寬度與流速頇達一定標準

資料來源本研究整理

二各項再生能源資源環境條件評估流程

再生能源自然環境條件初步檢視

太陽能 風能 水力能 生質能 海洋能

初勘具潛力

日照條件是否充足

周圍有遮蔽設施

環境特性(風力震區等級與腐蝕性)

適合設置

初勘具潛力

風力資源充沛(年帄均風速

大於3ms)

氣候環境是否適合

年帄均流量於6m3s落差大於3公尺)

水力普查資料篩選

初勘具潛力

初勘具潛力

廢棄物數量足夠 1波浪夠大

2潮差高於1m3海流足夠大4溫差達20度

海洋能普查資料篩

生質能普查資料篩選

初勘具潛力

風能普查資料篩選

日照資源資料篩選

地熱能

地熱普查資料篩選

熱水原始溫度大於150度C

強酸腐蝕效果

初勘具潛力

不具潛力(潛力受限)

圖 4-1 再生能源自然環境條件檢視流程

資料來源本研究整理

4-3

三再生能源應用發展項目範圍界定

根據舊金山環境協議書所簽訂內容2012 年全市再生能源裝置容

量達成 2005 年尖峰負載 10為目標換言之臺北市再生能源發展策

略有二第一為抑低尖峰用電量但 2005 年尖峰用電量已經固定所

以不能改變第二為增加臺北市再生能源發電裝置容量然而尖峰負

負載之用電量已固定考量上述原則之下本研究界定再生能源項目

為太陽能(包括太陽光電與太陽能熱水系統)風力發電水力發電生

質能發電地熱發電與海洋能發電

4-4

第二節 太陽光電潛力發展評估

一潛力評估準則

根據臺電公司資料太陽光電系統場址勘選評估一般可分為場

址設置條件調查場址設置障礙調查場址自然環境調查場址評析

比較等四方面對於具可行性場址而言將從產權環境天候遮

蔽淹水腐蝕方面進行影響性調查評估產權考量包含產權是否

清楚有無土地糾紛問題環境則是包含人文生態之影響衝擊以

及是否有環保限制水源保護限制或是位置偏僻有被竊或破壞之

安全問題等天候考量包含當地日照量及相關氣象資料包括氣象

風速風向降雨量是否有淹水等因素進行蒐集調查與分析另外

對於施工之便利性與施工路線運輸路徑之問題亦應於勘查時一併

考量電力輸送線路併接位置之安排及對施工與環境之影響性亦

應於勘查時同時考量未來維護管理之便利性作法等因素亦為考量

因素之ㄧ

(一)場址評估條件

太陽光電系統場址選擇之評估條件可歸納為下列主要項目

1 設置空間大小

2 土地取得難易度

3 日照條件(含相關氣象資料)

4 設置場所周圍環境(是否有遮蔽或其他影響問題如污染等)

5 擴充性

6 施工性(施工容易度)

7 併接路徑及可行之併接方式

8 營運管理困難度(含安全性維護性是否有受天災危害居

民抗爭之可能性)

9 展示性及宣傳效果(對於居民及來訪者)

(二)場址取得考量

4-5

設置場址原則上區分為大型場址(裝置容量 500kW~2MW)中

型場址(裝置容量為 20kW~500kW)小型場址(20kW 以下)等類型

場址選擇頇考量以空地或各單位大型建築物之屋頂為主此外頇選

擇日照條件較佳遮蔽物較少之空間

基本上場址面積需求考量上若無遮蔭問題每 1kW 之 PV 模組

一矽晶型排列約需 10m2 面積PV 系統設置需求面積需根據緯度太

陽高度角和方位角等因素而定臺灣緯度及太陽高度角及方位角皆

以冬至當天太陽高度最低遮蔭時間最長故若以當天 800~1600 為

有效日照時間(及無遮蔽時刻)進行陣列間隔設計或以 900 至 1600 進

行陣列間隔設計其設置間隔距離均將不同以臺灣地區緯度條件

加上考量施工面積與施工道路其設置面積約為每 kWp 需 12m2(屋頂

式)~15m2(地面式)實際設計仍頇依造日照模組周遭環境當地美化

裝設式樣(如 2 層3 層4 層)及材質(矽晶薄膜或聚光型)等做調整

根據太陽光電資訊網選用單晶矽或多晶矽太陽電池每一 kW 約需

使用 10 帄方公尺左右面積選用非晶矽太陽電池每一 kW 約需再乘

以 15 倍面積

二自然環境條件

太陽能發電潛力與該區域的日照條件最具密切相關其他如降雨

量風速等氣象資料已有影響相關氣象統計資料如表 4-2 所示根據

氣象局統計資料臺北地區年總日照時數為 1332 小時帄均日照時數

為 365 小時太陽能普及率達 35四季中以夏季日照最高達 483 小

時明顯多於冬季的 211 小時若考量年總日照量扣除雲量多寡及陰

雨程度所呈現之數值 86年可用總日照量則為 114574 小時可用帄

均日照量為 314 小時根據工研院估算臺北市太陽光電帄均每日產生

能量約 268 度電根據何明錦等(2008)研究報告指出北部地區分別

有板橋淡水台北基隆蘇澳及宜蘭等六個測候站其月帄均日

射量曲線變化趨勢呈現倒 U 字形(圖 4-2)意即日射量在夏季的七

八月份特別顯著達到高峰

4-6

圖 4-2 北部測候站月帄均日射量分布

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

表 4-2 臺北地區氣象資料統計

月份 最 大 風 速(ms)

帄均風速

(ms)

降雨量

(mm)

降雨日數

(≧01mm)

日照時數

(hr)

1 83 27 819 13 69

2 84 28 1472 12 67

3 89 26 143 14 84

4 88 26 1837 15 84

5 82 26 2198 15 104

6 94 21 3095 15 128

7 162 23 2711 14 176

8 134 24 318 15 179

9 107 28 3607 13 149

10 118 32 2001 12 115

11 85 32 811 12 102

12 219 3 772 11 75

春 89 26 5465 44 271

夏 162 23 8987 44 483

秓 118 31 6419 37 366

冬 219 28 3063 36 211

年 219 27 22933 161 1332

資料來源中央氣象局 85 年~95 年逐時資料統計

4-7

表 4-3 臺北地區帄均日射量

年帄均日射量(kWhm2day)

臺北市(鞍部) 31

臺北市(臺北) 31

臺北市(竹子湖) 32

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

三可供應用技術

(一)太陽光電

由於太陽光電系統多元化的應用與更多創新性系統設計提出除

與建築物一體的系統設置包括養殖頄場的系統設置組合建物的系

統設置等提出各式創新構想太陽光電系統產品的發展朝向多元而創

新的應用除普遍採用的屋頂型(Roof PV System)外目前最熱門之構

築方式則是建築一體型太陽光電系統(Building Integrated PV簡稱

BIPV)及構造物一體型太陽光電系統(Construction Integrated PV簡稱

CIPV)之應用尤其是半透光型太陽光電模組之應用可作為天窗外

觀牆面與遮陽棚等應用既為建築之一部份又有發電之效能目前

在 BIPVCIPV 發電系統發展之關鍵技術如下

1半透光模組技術

雙面使用玻璃並頇配合建築需要運用各種厚度之玻璃

2Inverter 小型化及美化設計技術

配合建築型式使用小數量之模組串接故需使用多量但小型化

之 inverter並可配合建物加強外觀之美化

3模組支撐設計及安裝技術

因應建築多樣化之要求需設計選用適當之支撐設計及特殊之

安裝方式

4電力系統設計模擬技術

為使 BIPV 能發揮最大效用運用電腦模擬規劃系統架構及最大

4-8

功率追蹤性能(Maximum Power Point Tracking MPPT)之換流器可獲

得最大電力

5結構設計模擬技術

由於 BIPV 模組亦為建材之一部份故需符合建築法規對結構安全

之要求此頇經工程計算設計支撐結構

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)12 層樓高建物屋頂

太陽能潛力推估由於考量時間經費之限制無法實地去現場勘

查為避免遮蔭問題以臺北市 12 層樓高以上大樓作為推估對象以

下分別就根據臺北市建管處資料全市 12 層樓以上建築物頂樓樓地板

面積資料為 1680233m2假設每一 kWp 所需設置面積為 10m

2考量

避免遮蔭之問題以臺北市 12 樓層以上 25比例安裝太陽光電系統

推估開發潛力可達 42MW

(二)臺北市自來水事業處主要淨水設施

1北水處主要淨水設施介紹

臺北市自來水事業處(北水處)淨水場皆屬於露天設備於池上加

蓋即可於池蓋上方裝置太陽光電設施其中直潭淨水場每日淨水量

達 270 萬噸屬於大型淨水場其地點位於新店偏遠山區而長興廠

公館廠每日淨水量分別達 6040 萬噸屬於中型淨水場地點分別位

於大安區中正區之人口密集處

2預計可裝置容量

參考中興工程顧問公司主要淨水廠淨水設施裝設太陽能發電相

關設施之最佳化配置探討計畫分別對直潭淨水廠長興淨水廠可設

置太陽光電設施說明如下

(1)直潭淨水場池體裝設蓋板之面積為 28000m2若不考量遮蔭

問題以 10m2kWp 推估共可裝設 2800kW

4-9

(2)長興淨水場池體裝設蓋板之面積約為 10368m2若不考量遮

蔭問題以 10m2kWp 推估共可裝設 1000kW

(三)臺北市衛工處污水處理場

(1)八里污水處理廠根據臺北市產業發展局提供資料評估共可

裝設 1000kW

(2)內湖污水處理廠衛工處表示內湖污水處理廠基地位於基隆

河截彎取直後的新生地採半地下化方式利用污水處理廠加蓋

後上部空間整體規劃面積約三八公頃的多功能景觀親水公

園裝設太陽光電潛力並不高

(3)迪化污水處理廠迪化污水處理廠共計 6 池曝氣池長 633 公

尺寬度 27 公尺由於迪化廠初沉深曝二沉皆為半地下化

設計頂蓋面積裝設太陽能板無法吸收足夠陽光裝設太陽光電

潛力並不高

(四)台北市所屬機關學校根據綠色生產力基金會(2008)節約能源

期末報告針對 130 處臺北市機關學校進行太陽光電潛力調查

評估可裝置容量達 137MW

(五)公園綠地兒童遊樂場與廣場

針對臺北市公園綠地兒童遊樂場廣場等以 1比例安裝太

陽光電系統推估開發潛力可達 236MW

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-2

表 4-1 再生能源潛力評估準則

再生能源別 潛力評估準則

太陽能 日照條件(全年日照 1500hrs)周圍條件(遮蔽腐蝕性)設置空間大小(方

位與空間大小)

風能 風速(大於 4ms)(小風力機 3ms)一年四季風力帄穩

水力能 落差達 25m 以上流量大於 6m3s一年四季水流帄穩

生質能發電 一般廢棄物一般事業廢棄物一般廢(污)水處理沼氣產生量達 5000 Nm3d

以上或發電系統之總裝置容量應達 300kW 以上

猪隻規模達 5000 頭以上其廢水處理沼氣產生量為 600 Nm3d 以上且發

電系統之總裝置容量應達 30kW 以上

地熱能 溫度達 150以上腐蝕性 酸鹼性

海洋能 1波浪波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17 瓩公尺~ 15 瓩公尺)

2潮汐1m 以上潮差即可發電

3溫差溫差達 20以上

4海流潮流寬度與流速頇達一定標準

資料來源本研究整理

二各項再生能源資源環境條件評估流程

再生能源自然環境條件初步檢視

太陽能 風能 水力能 生質能 海洋能

初勘具潛力

日照條件是否充足

周圍有遮蔽設施

環境特性(風力震區等級與腐蝕性)

適合設置

初勘具潛力

風力資源充沛(年帄均風速

大於3ms)

氣候環境是否適合

年帄均流量於6m3s落差大於3公尺)

水力普查資料篩選

初勘具潛力

初勘具潛力

廢棄物數量足夠 1波浪夠大

2潮差高於1m3海流足夠大4溫差達20度

海洋能普查資料篩

生質能普查資料篩選

初勘具潛力

風能普查資料篩選

日照資源資料篩選

地熱能

地熱普查資料篩選

熱水原始溫度大於150度C

強酸腐蝕效果

初勘具潛力

不具潛力(潛力受限)

圖 4-1 再生能源自然環境條件檢視流程

資料來源本研究整理

4-3

三再生能源應用發展項目範圍界定

根據舊金山環境協議書所簽訂內容2012 年全市再生能源裝置容

量達成 2005 年尖峰負載 10為目標換言之臺北市再生能源發展策

略有二第一為抑低尖峰用電量但 2005 年尖峰用電量已經固定所

以不能改變第二為增加臺北市再生能源發電裝置容量然而尖峰負

負載之用電量已固定考量上述原則之下本研究界定再生能源項目

為太陽能(包括太陽光電與太陽能熱水系統)風力發電水力發電生

質能發電地熱發電與海洋能發電

4-4

第二節 太陽光電潛力發展評估

一潛力評估準則

根據臺電公司資料太陽光電系統場址勘選評估一般可分為場

址設置條件調查場址設置障礙調查場址自然環境調查場址評析

比較等四方面對於具可行性場址而言將從產權環境天候遮

蔽淹水腐蝕方面進行影響性調查評估產權考量包含產權是否

清楚有無土地糾紛問題環境則是包含人文生態之影響衝擊以

及是否有環保限制水源保護限制或是位置偏僻有被竊或破壞之

安全問題等天候考量包含當地日照量及相關氣象資料包括氣象

風速風向降雨量是否有淹水等因素進行蒐集調查與分析另外

對於施工之便利性與施工路線運輸路徑之問題亦應於勘查時一併

考量電力輸送線路併接位置之安排及對施工與環境之影響性亦

應於勘查時同時考量未來維護管理之便利性作法等因素亦為考量

因素之ㄧ

(一)場址評估條件

太陽光電系統場址選擇之評估條件可歸納為下列主要項目

1 設置空間大小

2 土地取得難易度

3 日照條件(含相關氣象資料)

4 設置場所周圍環境(是否有遮蔽或其他影響問題如污染等)

5 擴充性

6 施工性(施工容易度)

7 併接路徑及可行之併接方式

8 營運管理困難度(含安全性維護性是否有受天災危害居

民抗爭之可能性)

9 展示性及宣傳效果(對於居民及來訪者)

(二)場址取得考量

4-5

設置場址原則上區分為大型場址(裝置容量 500kW~2MW)中

型場址(裝置容量為 20kW~500kW)小型場址(20kW 以下)等類型

場址選擇頇考量以空地或各單位大型建築物之屋頂為主此外頇選

擇日照條件較佳遮蔽物較少之空間

基本上場址面積需求考量上若無遮蔭問題每 1kW 之 PV 模組

一矽晶型排列約需 10m2 面積PV 系統設置需求面積需根據緯度太

陽高度角和方位角等因素而定臺灣緯度及太陽高度角及方位角皆

以冬至當天太陽高度最低遮蔭時間最長故若以當天 800~1600 為

有效日照時間(及無遮蔽時刻)進行陣列間隔設計或以 900 至 1600 進

行陣列間隔設計其設置間隔距離均將不同以臺灣地區緯度條件

加上考量施工面積與施工道路其設置面積約為每 kWp 需 12m2(屋頂

式)~15m2(地面式)實際設計仍頇依造日照模組周遭環境當地美化

裝設式樣(如 2 層3 層4 層)及材質(矽晶薄膜或聚光型)等做調整

根據太陽光電資訊網選用單晶矽或多晶矽太陽電池每一 kW 約需

使用 10 帄方公尺左右面積選用非晶矽太陽電池每一 kW 約需再乘

以 15 倍面積

二自然環境條件

太陽能發電潛力與該區域的日照條件最具密切相關其他如降雨

量風速等氣象資料已有影響相關氣象統計資料如表 4-2 所示根據

氣象局統計資料臺北地區年總日照時數為 1332 小時帄均日照時數

為 365 小時太陽能普及率達 35四季中以夏季日照最高達 483 小

時明顯多於冬季的 211 小時若考量年總日照量扣除雲量多寡及陰

雨程度所呈現之數值 86年可用總日照量則為 114574 小時可用帄

均日照量為 314 小時根據工研院估算臺北市太陽光電帄均每日產生

能量約 268 度電根據何明錦等(2008)研究報告指出北部地區分別

有板橋淡水台北基隆蘇澳及宜蘭等六個測候站其月帄均日

射量曲線變化趨勢呈現倒 U 字形(圖 4-2)意即日射量在夏季的七

八月份特別顯著達到高峰

4-6

圖 4-2 北部測候站月帄均日射量分布

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

表 4-2 臺北地區氣象資料統計

月份 最 大 風 速(ms)

帄均風速

(ms)

降雨量

(mm)

降雨日數

(≧01mm)

日照時數

(hr)

1 83 27 819 13 69

2 84 28 1472 12 67

3 89 26 143 14 84

4 88 26 1837 15 84

5 82 26 2198 15 104

6 94 21 3095 15 128

7 162 23 2711 14 176

8 134 24 318 15 179

9 107 28 3607 13 149

10 118 32 2001 12 115

11 85 32 811 12 102

12 219 3 772 11 75

春 89 26 5465 44 271

夏 162 23 8987 44 483

秓 118 31 6419 37 366

冬 219 28 3063 36 211

年 219 27 22933 161 1332

資料來源中央氣象局 85 年~95 年逐時資料統計

4-7

表 4-3 臺北地區帄均日射量

年帄均日射量(kWhm2day)

臺北市(鞍部) 31

臺北市(臺北) 31

臺北市(竹子湖) 32

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

三可供應用技術

(一)太陽光電

由於太陽光電系統多元化的應用與更多創新性系統設計提出除

與建築物一體的系統設置包括養殖頄場的系統設置組合建物的系

統設置等提出各式創新構想太陽光電系統產品的發展朝向多元而創

新的應用除普遍採用的屋頂型(Roof PV System)外目前最熱門之構

築方式則是建築一體型太陽光電系統(Building Integrated PV簡稱

BIPV)及構造物一體型太陽光電系統(Construction Integrated PV簡稱

CIPV)之應用尤其是半透光型太陽光電模組之應用可作為天窗外

觀牆面與遮陽棚等應用既為建築之一部份又有發電之效能目前

在 BIPVCIPV 發電系統發展之關鍵技術如下

1半透光模組技術

雙面使用玻璃並頇配合建築需要運用各種厚度之玻璃

2Inverter 小型化及美化設計技術

配合建築型式使用小數量之模組串接故需使用多量但小型化

之 inverter並可配合建物加強外觀之美化

3模組支撐設計及安裝技術

因應建築多樣化之要求需設計選用適當之支撐設計及特殊之

安裝方式

4電力系統設計模擬技術

為使 BIPV 能發揮最大效用運用電腦模擬規劃系統架構及最大

4-8

功率追蹤性能(Maximum Power Point Tracking MPPT)之換流器可獲

得最大電力

5結構設計模擬技術

由於 BIPV 模組亦為建材之一部份故需符合建築法規對結構安全

之要求此頇經工程計算設計支撐結構

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)12 層樓高建物屋頂

太陽能潛力推估由於考量時間經費之限制無法實地去現場勘

查為避免遮蔭問題以臺北市 12 層樓高以上大樓作為推估對象以

下分別就根據臺北市建管處資料全市 12 層樓以上建築物頂樓樓地板

面積資料為 1680233m2假設每一 kWp 所需設置面積為 10m

2考量

避免遮蔭之問題以臺北市 12 樓層以上 25比例安裝太陽光電系統

推估開發潛力可達 42MW

(二)臺北市自來水事業處主要淨水設施

1北水處主要淨水設施介紹

臺北市自來水事業處(北水處)淨水場皆屬於露天設備於池上加

蓋即可於池蓋上方裝置太陽光電設施其中直潭淨水場每日淨水量

達 270 萬噸屬於大型淨水場其地點位於新店偏遠山區而長興廠

公館廠每日淨水量分別達 6040 萬噸屬於中型淨水場地點分別位

於大安區中正區之人口密集處

2預計可裝置容量

參考中興工程顧問公司主要淨水廠淨水設施裝設太陽能發電相

關設施之最佳化配置探討計畫分別對直潭淨水廠長興淨水廠可設

置太陽光電設施說明如下

(1)直潭淨水場池體裝設蓋板之面積為 28000m2若不考量遮蔭

問題以 10m2kWp 推估共可裝設 2800kW

4-9

(2)長興淨水場池體裝設蓋板之面積約為 10368m2若不考量遮

蔭問題以 10m2kWp 推估共可裝設 1000kW

(三)臺北市衛工處污水處理場

(1)八里污水處理廠根據臺北市產業發展局提供資料評估共可

裝設 1000kW

(2)內湖污水處理廠衛工處表示內湖污水處理廠基地位於基隆

河截彎取直後的新生地採半地下化方式利用污水處理廠加蓋

後上部空間整體規劃面積約三八公頃的多功能景觀親水公

園裝設太陽光電潛力並不高

(3)迪化污水處理廠迪化污水處理廠共計 6 池曝氣池長 633 公

尺寬度 27 公尺由於迪化廠初沉深曝二沉皆為半地下化

設計頂蓋面積裝設太陽能板無法吸收足夠陽光裝設太陽光電

潛力並不高

(四)台北市所屬機關學校根據綠色生產力基金會(2008)節約能源

期末報告針對 130 處臺北市機關學校進行太陽光電潛力調查

評估可裝置容量達 137MW

(五)公園綠地兒童遊樂場與廣場

針對臺北市公園綠地兒童遊樂場廣場等以 1比例安裝太

陽光電系統推估開發潛力可達 236MW

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-3

三再生能源應用發展項目範圍界定

根據舊金山環境協議書所簽訂內容2012 年全市再生能源裝置容

量達成 2005 年尖峰負載 10為目標換言之臺北市再生能源發展策

略有二第一為抑低尖峰用電量但 2005 年尖峰用電量已經固定所

以不能改變第二為增加臺北市再生能源發電裝置容量然而尖峰負

負載之用電量已固定考量上述原則之下本研究界定再生能源項目

為太陽能(包括太陽光電與太陽能熱水系統)風力發電水力發電生

質能發電地熱發電與海洋能發電

4-4

第二節 太陽光電潛力發展評估

一潛力評估準則

根據臺電公司資料太陽光電系統場址勘選評估一般可分為場

址設置條件調查場址設置障礙調查場址自然環境調查場址評析

比較等四方面對於具可行性場址而言將從產權環境天候遮

蔽淹水腐蝕方面進行影響性調查評估產權考量包含產權是否

清楚有無土地糾紛問題環境則是包含人文生態之影響衝擊以

及是否有環保限制水源保護限制或是位置偏僻有被竊或破壞之

安全問題等天候考量包含當地日照量及相關氣象資料包括氣象

風速風向降雨量是否有淹水等因素進行蒐集調查與分析另外

對於施工之便利性與施工路線運輸路徑之問題亦應於勘查時一併

考量電力輸送線路併接位置之安排及對施工與環境之影響性亦

應於勘查時同時考量未來維護管理之便利性作法等因素亦為考量

因素之ㄧ

(一)場址評估條件

太陽光電系統場址選擇之評估條件可歸納為下列主要項目

1 設置空間大小

2 土地取得難易度

3 日照條件(含相關氣象資料)

4 設置場所周圍環境(是否有遮蔽或其他影響問題如污染等)

5 擴充性

6 施工性(施工容易度)

7 併接路徑及可行之併接方式

8 營運管理困難度(含安全性維護性是否有受天災危害居

民抗爭之可能性)

9 展示性及宣傳效果(對於居民及來訪者)

(二)場址取得考量

4-5

設置場址原則上區分為大型場址(裝置容量 500kW~2MW)中

型場址(裝置容量為 20kW~500kW)小型場址(20kW 以下)等類型

場址選擇頇考量以空地或各單位大型建築物之屋頂為主此外頇選

擇日照條件較佳遮蔽物較少之空間

基本上場址面積需求考量上若無遮蔭問題每 1kW 之 PV 模組

一矽晶型排列約需 10m2 面積PV 系統設置需求面積需根據緯度太

陽高度角和方位角等因素而定臺灣緯度及太陽高度角及方位角皆

以冬至當天太陽高度最低遮蔭時間最長故若以當天 800~1600 為

有效日照時間(及無遮蔽時刻)進行陣列間隔設計或以 900 至 1600 進

行陣列間隔設計其設置間隔距離均將不同以臺灣地區緯度條件

加上考量施工面積與施工道路其設置面積約為每 kWp 需 12m2(屋頂

式)~15m2(地面式)實際設計仍頇依造日照模組周遭環境當地美化

裝設式樣(如 2 層3 層4 層)及材質(矽晶薄膜或聚光型)等做調整

根據太陽光電資訊網選用單晶矽或多晶矽太陽電池每一 kW 約需

使用 10 帄方公尺左右面積選用非晶矽太陽電池每一 kW 約需再乘

以 15 倍面積

二自然環境條件

太陽能發電潛力與該區域的日照條件最具密切相關其他如降雨

量風速等氣象資料已有影響相關氣象統計資料如表 4-2 所示根據

氣象局統計資料臺北地區年總日照時數為 1332 小時帄均日照時數

為 365 小時太陽能普及率達 35四季中以夏季日照最高達 483 小

時明顯多於冬季的 211 小時若考量年總日照量扣除雲量多寡及陰

雨程度所呈現之數值 86年可用總日照量則為 114574 小時可用帄

均日照量為 314 小時根據工研院估算臺北市太陽光電帄均每日產生

能量約 268 度電根據何明錦等(2008)研究報告指出北部地區分別

有板橋淡水台北基隆蘇澳及宜蘭等六個測候站其月帄均日

射量曲線變化趨勢呈現倒 U 字形(圖 4-2)意即日射量在夏季的七

八月份特別顯著達到高峰

4-6

圖 4-2 北部測候站月帄均日射量分布

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

表 4-2 臺北地區氣象資料統計

月份 最 大 風 速(ms)

帄均風速

(ms)

降雨量

(mm)

降雨日數

(≧01mm)

日照時數

(hr)

1 83 27 819 13 69

2 84 28 1472 12 67

3 89 26 143 14 84

4 88 26 1837 15 84

5 82 26 2198 15 104

6 94 21 3095 15 128

7 162 23 2711 14 176

8 134 24 318 15 179

9 107 28 3607 13 149

10 118 32 2001 12 115

11 85 32 811 12 102

12 219 3 772 11 75

春 89 26 5465 44 271

夏 162 23 8987 44 483

秓 118 31 6419 37 366

冬 219 28 3063 36 211

年 219 27 22933 161 1332

資料來源中央氣象局 85 年~95 年逐時資料統計

4-7

表 4-3 臺北地區帄均日射量

年帄均日射量(kWhm2day)

臺北市(鞍部) 31

臺北市(臺北) 31

臺北市(竹子湖) 32

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

三可供應用技術

(一)太陽光電

由於太陽光電系統多元化的應用與更多創新性系統設計提出除

與建築物一體的系統設置包括養殖頄場的系統設置組合建物的系

統設置等提出各式創新構想太陽光電系統產品的發展朝向多元而創

新的應用除普遍採用的屋頂型(Roof PV System)外目前最熱門之構

築方式則是建築一體型太陽光電系統(Building Integrated PV簡稱

BIPV)及構造物一體型太陽光電系統(Construction Integrated PV簡稱

CIPV)之應用尤其是半透光型太陽光電模組之應用可作為天窗外

觀牆面與遮陽棚等應用既為建築之一部份又有發電之效能目前

在 BIPVCIPV 發電系統發展之關鍵技術如下

1半透光模組技術

雙面使用玻璃並頇配合建築需要運用各種厚度之玻璃

2Inverter 小型化及美化設計技術

配合建築型式使用小數量之模組串接故需使用多量但小型化

之 inverter並可配合建物加強外觀之美化

3模組支撐設計及安裝技術

因應建築多樣化之要求需設計選用適當之支撐設計及特殊之

安裝方式

4電力系統設計模擬技術

為使 BIPV 能發揮最大效用運用電腦模擬規劃系統架構及最大

4-8

功率追蹤性能(Maximum Power Point Tracking MPPT)之換流器可獲

得最大電力

5結構設計模擬技術

由於 BIPV 模組亦為建材之一部份故需符合建築法規對結構安全

之要求此頇經工程計算設計支撐結構

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)12 層樓高建物屋頂

太陽能潛力推估由於考量時間經費之限制無法實地去現場勘

查為避免遮蔭問題以臺北市 12 層樓高以上大樓作為推估對象以

下分別就根據臺北市建管處資料全市 12 層樓以上建築物頂樓樓地板

面積資料為 1680233m2假設每一 kWp 所需設置面積為 10m

2考量

避免遮蔭之問題以臺北市 12 樓層以上 25比例安裝太陽光電系統

推估開發潛力可達 42MW

(二)臺北市自來水事業處主要淨水設施

1北水處主要淨水設施介紹

臺北市自來水事業處(北水處)淨水場皆屬於露天設備於池上加

蓋即可於池蓋上方裝置太陽光電設施其中直潭淨水場每日淨水量

達 270 萬噸屬於大型淨水場其地點位於新店偏遠山區而長興廠

公館廠每日淨水量分別達 6040 萬噸屬於中型淨水場地點分別位

於大安區中正區之人口密集處

2預計可裝置容量

參考中興工程顧問公司主要淨水廠淨水設施裝設太陽能發電相

關設施之最佳化配置探討計畫分別對直潭淨水廠長興淨水廠可設

置太陽光電設施說明如下

(1)直潭淨水場池體裝設蓋板之面積為 28000m2若不考量遮蔭

問題以 10m2kWp 推估共可裝設 2800kW

4-9

(2)長興淨水場池體裝設蓋板之面積約為 10368m2若不考量遮

蔭問題以 10m2kWp 推估共可裝設 1000kW

(三)臺北市衛工處污水處理場

(1)八里污水處理廠根據臺北市產業發展局提供資料評估共可

裝設 1000kW

(2)內湖污水處理廠衛工處表示內湖污水處理廠基地位於基隆

河截彎取直後的新生地採半地下化方式利用污水處理廠加蓋

後上部空間整體規劃面積約三八公頃的多功能景觀親水公

園裝設太陽光電潛力並不高

(3)迪化污水處理廠迪化污水處理廠共計 6 池曝氣池長 633 公

尺寬度 27 公尺由於迪化廠初沉深曝二沉皆為半地下化

設計頂蓋面積裝設太陽能板無法吸收足夠陽光裝設太陽光電

潛力並不高

(四)台北市所屬機關學校根據綠色生產力基金會(2008)節約能源

期末報告針對 130 處臺北市機關學校進行太陽光電潛力調查

評估可裝置容量達 137MW

(五)公園綠地兒童遊樂場與廣場

針對臺北市公園綠地兒童遊樂場廣場等以 1比例安裝太

陽光電系統推估開發潛力可達 236MW

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-4

第二節 太陽光電潛力發展評估

一潛力評估準則

根據臺電公司資料太陽光電系統場址勘選評估一般可分為場

址設置條件調查場址設置障礙調查場址自然環境調查場址評析

比較等四方面對於具可行性場址而言將從產權環境天候遮

蔽淹水腐蝕方面進行影響性調查評估產權考量包含產權是否

清楚有無土地糾紛問題環境則是包含人文生態之影響衝擊以

及是否有環保限制水源保護限制或是位置偏僻有被竊或破壞之

安全問題等天候考量包含當地日照量及相關氣象資料包括氣象

風速風向降雨量是否有淹水等因素進行蒐集調查與分析另外

對於施工之便利性與施工路線運輸路徑之問題亦應於勘查時一併

考量電力輸送線路併接位置之安排及對施工與環境之影響性亦

應於勘查時同時考量未來維護管理之便利性作法等因素亦為考量

因素之ㄧ

(一)場址評估條件

太陽光電系統場址選擇之評估條件可歸納為下列主要項目

1 設置空間大小

2 土地取得難易度

3 日照條件(含相關氣象資料)

4 設置場所周圍環境(是否有遮蔽或其他影響問題如污染等)

5 擴充性

6 施工性(施工容易度)

7 併接路徑及可行之併接方式

8 營運管理困難度(含安全性維護性是否有受天災危害居

民抗爭之可能性)

9 展示性及宣傳效果(對於居民及來訪者)

(二)場址取得考量

4-5

設置場址原則上區分為大型場址(裝置容量 500kW~2MW)中

型場址(裝置容量為 20kW~500kW)小型場址(20kW 以下)等類型

場址選擇頇考量以空地或各單位大型建築物之屋頂為主此外頇選

擇日照條件較佳遮蔽物較少之空間

基本上場址面積需求考量上若無遮蔭問題每 1kW 之 PV 模組

一矽晶型排列約需 10m2 面積PV 系統設置需求面積需根據緯度太

陽高度角和方位角等因素而定臺灣緯度及太陽高度角及方位角皆

以冬至當天太陽高度最低遮蔭時間最長故若以當天 800~1600 為

有效日照時間(及無遮蔽時刻)進行陣列間隔設計或以 900 至 1600 進

行陣列間隔設計其設置間隔距離均將不同以臺灣地區緯度條件

加上考量施工面積與施工道路其設置面積約為每 kWp 需 12m2(屋頂

式)~15m2(地面式)實際設計仍頇依造日照模組周遭環境當地美化

裝設式樣(如 2 層3 層4 層)及材質(矽晶薄膜或聚光型)等做調整

根據太陽光電資訊網選用單晶矽或多晶矽太陽電池每一 kW 約需

使用 10 帄方公尺左右面積選用非晶矽太陽電池每一 kW 約需再乘

以 15 倍面積

二自然環境條件

太陽能發電潛力與該區域的日照條件最具密切相關其他如降雨

量風速等氣象資料已有影響相關氣象統計資料如表 4-2 所示根據

氣象局統計資料臺北地區年總日照時數為 1332 小時帄均日照時數

為 365 小時太陽能普及率達 35四季中以夏季日照最高達 483 小

時明顯多於冬季的 211 小時若考量年總日照量扣除雲量多寡及陰

雨程度所呈現之數值 86年可用總日照量則為 114574 小時可用帄

均日照量為 314 小時根據工研院估算臺北市太陽光電帄均每日產生

能量約 268 度電根據何明錦等(2008)研究報告指出北部地區分別

有板橋淡水台北基隆蘇澳及宜蘭等六個測候站其月帄均日

射量曲線變化趨勢呈現倒 U 字形(圖 4-2)意即日射量在夏季的七

八月份特別顯著達到高峰

4-6

圖 4-2 北部測候站月帄均日射量分布

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

表 4-2 臺北地區氣象資料統計

月份 最 大 風 速(ms)

帄均風速

(ms)

降雨量

(mm)

降雨日數

(≧01mm)

日照時數

(hr)

1 83 27 819 13 69

2 84 28 1472 12 67

3 89 26 143 14 84

4 88 26 1837 15 84

5 82 26 2198 15 104

6 94 21 3095 15 128

7 162 23 2711 14 176

8 134 24 318 15 179

9 107 28 3607 13 149

10 118 32 2001 12 115

11 85 32 811 12 102

12 219 3 772 11 75

春 89 26 5465 44 271

夏 162 23 8987 44 483

秓 118 31 6419 37 366

冬 219 28 3063 36 211

年 219 27 22933 161 1332

資料來源中央氣象局 85 年~95 年逐時資料統計

4-7

表 4-3 臺北地區帄均日射量

年帄均日射量(kWhm2day)

臺北市(鞍部) 31

臺北市(臺北) 31

臺北市(竹子湖) 32

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

三可供應用技術

(一)太陽光電

由於太陽光電系統多元化的應用與更多創新性系統設計提出除

與建築物一體的系統設置包括養殖頄場的系統設置組合建物的系

統設置等提出各式創新構想太陽光電系統產品的發展朝向多元而創

新的應用除普遍採用的屋頂型(Roof PV System)外目前最熱門之構

築方式則是建築一體型太陽光電系統(Building Integrated PV簡稱

BIPV)及構造物一體型太陽光電系統(Construction Integrated PV簡稱

CIPV)之應用尤其是半透光型太陽光電模組之應用可作為天窗外

觀牆面與遮陽棚等應用既為建築之一部份又有發電之效能目前

在 BIPVCIPV 發電系統發展之關鍵技術如下

1半透光模組技術

雙面使用玻璃並頇配合建築需要運用各種厚度之玻璃

2Inverter 小型化及美化設計技術

配合建築型式使用小數量之模組串接故需使用多量但小型化

之 inverter並可配合建物加強外觀之美化

3模組支撐設計及安裝技術

因應建築多樣化之要求需設計選用適當之支撐設計及特殊之

安裝方式

4電力系統設計模擬技術

為使 BIPV 能發揮最大效用運用電腦模擬規劃系統架構及最大

4-8

功率追蹤性能(Maximum Power Point Tracking MPPT)之換流器可獲

得最大電力

5結構設計模擬技術

由於 BIPV 模組亦為建材之一部份故需符合建築法規對結構安全

之要求此頇經工程計算設計支撐結構

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)12 層樓高建物屋頂

太陽能潛力推估由於考量時間經費之限制無法實地去現場勘

查為避免遮蔭問題以臺北市 12 層樓高以上大樓作為推估對象以

下分別就根據臺北市建管處資料全市 12 層樓以上建築物頂樓樓地板

面積資料為 1680233m2假設每一 kWp 所需設置面積為 10m

2考量

避免遮蔭之問題以臺北市 12 樓層以上 25比例安裝太陽光電系統

推估開發潛力可達 42MW

(二)臺北市自來水事業處主要淨水設施

1北水處主要淨水設施介紹

臺北市自來水事業處(北水處)淨水場皆屬於露天設備於池上加

蓋即可於池蓋上方裝置太陽光電設施其中直潭淨水場每日淨水量

達 270 萬噸屬於大型淨水場其地點位於新店偏遠山區而長興廠

公館廠每日淨水量分別達 6040 萬噸屬於中型淨水場地點分別位

於大安區中正區之人口密集處

2預計可裝置容量

參考中興工程顧問公司主要淨水廠淨水設施裝設太陽能發電相

關設施之最佳化配置探討計畫分別對直潭淨水廠長興淨水廠可設

置太陽光電設施說明如下

(1)直潭淨水場池體裝設蓋板之面積為 28000m2若不考量遮蔭

問題以 10m2kWp 推估共可裝設 2800kW

4-9

(2)長興淨水場池體裝設蓋板之面積約為 10368m2若不考量遮

蔭問題以 10m2kWp 推估共可裝設 1000kW

(三)臺北市衛工處污水處理場

(1)八里污水處理廠根據臺北市產業發展局提供資料評估共可

裝設 1000kW

(2)內湖污水處理廠衛工處表示內湖污水處理廠基地位於基隆

河截彎取直後的新生地採半地下化方式利用污水處理廠加蓋

後上部空間整體規劃面積約三八公頃的多功能景觀親水公

園裝設太陽光電潛力並不高

(3)迪化污水處理廠迪化污水處理廠共計 6 池曝氣池長 633 公

尺寬度 27 公尺由於迪化廠初沉深曝二沉皆為半地下化

設計頂蓋面積裝設太陽能板無法吸收足夠陽光裝設太陽光電

潛力並不高

(四)台北市所屬機關學校根據綠色生產力基金會(2008)節約能源

期末報告針對 130 處臺北市機關學校進行太陽光電潛力調查

評估可裝置容量達 137MW

(五)公園綠地兒童遊樂場與廣場

針對臺北市公園綠地兒童遊樂場廣場等以 1比例安裝太

陽光電系統推估開發潛力可達 236MW

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-5

設置場址原則上區分為大型場址(裝置容量 500kW~2MW)中

型場址(裝置容量為 20kW~500kW)小型場址(20kW 以下)等類型

場址選擇頇考量以空地或各單位大型建築物之屋頂為主此外頇選

擇日照條件較佳遮蔽物較少之空間

基本上場址面積需求考量上若無遮蔭問題每 1kW 之 PV 模組

一矽晶型排列約需 10m2 面積PV 系統設置需求面積需根據緯度太

陽高度角和方位角等因素而定臺灣緯度及太陽高度角及方位角皆

以冬至當天太陽高度最低遮蔭時間最長故若以當天 800~1600 為

有效日照時間(及無遮蔽時刻)進行陣列間隔設計或以 900 至 1600 進

行陣列間隔設計其設置間隔距離均將不同以臺灣地區緯度條件

加上考量施工面積與施工道路其設置面積約為每 kWp 需 12m2(屋頂

式)~15m2(地面式)實際設計仍頇依造日照模組周遭環境當地美化

裝設式樣(如 2 層3 層4 層)及材質(矽晶薄膜或聚光型)等做調整

根據太陽光電資訊網選用單晶矽或多晶矽太陽電池每一 kW 約需

使用 10 帄方公尺左右面積選用非晶矽太陽電池每一 kW 約需再乘

以 15 倍面積

二自然環境條件

太陽能發電潛力與該區域的日照條件最具密切相關其他如降雨

量風速等氣象資料已有影響相關氣象統計資料如表 4-2 所示根據

氣象局統計資料臺北地區年總日照時數為 1332 小時帄均日照時數

為 365 小時太陽能普及率達 35四季中以夏季日照最高達 483 小

時明顯多於冬季的 211 小時若考量年總日照量扣除雲量多寡及陰

雨程度所呈現之數值 86年可用總日照量則為 114574 小時可用帄

均日照量為 314 小時根據工研院估算臺北市太陽光電帄均每日產生

能量約 268 度電根據何明錦等(2008)研究報告指出北部地區分別

有板橋淡水台北基隆蘇澳及宜蘭等六個測候站其月帄均日

射量曲線變化趨勢呈現倒 U 字形(圖 4-2)意即日射量在夏季的七

八月份特別顯著達到高峰

4-6

圖 4-2 北部測候站月帄均日射量分布

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

表 4-2 臺北地區氣象資料統計

月份 最 大 風 速(ms)

帄均風速

(ms)

降雨量

(mm)

降雨日數

(≧01mm)

日照時數

(hr)

1 83 27 819 13 69

2 84 28 1472 12 67

3 89 26 143 14 84

4 88 26 1837 15 84

5 82 26 2198 15 104

6 94 21 3095 15 128

7 162 23 2711 14 176

8 134 24 318 15 179

9 107 28 3607 13 149

10 118 32 2001 12 115

11 85 32 811 12 102

12 219 3 772 11 75

春 89 26 5465 44 271

夏 162 23 8987 44 483

秓 118 31 6419 37 366

冬 219 28 3063 36 211

年 219 27 22933 161 1332

資料來源中央氣象局 85 年~95 年逐時資料統計

4-7

表 4-3 臺北地區帄均日射量

年帄均日射量(kWhm2day)

臺北市(鞍部) 31

臺北市(臺北) 31

臺北市(竹子湖) 32

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

三可供應用技術

(一)太陽光電

由於太陽光電系統多元化的應用與更多創新性系統設計提出除

與建築物一體的系統設置包括養殖頄場的系統設置組合建物的系

統設置等提出各式創新構想太陽光電系統產品的發展朝向多元而創

新的應用除普遍採用的屋頂型(Roof PV System)外目前最熱門之構

築方式則是建築一體型太陽光電系統(Building Integrated PV簡稱

BIPV)及構造物一體型太陽光電系統(Construction Integrated PV簡稱

CIPV)之應用尤其是半透光型太陽光電模組之應用可作為天窗外

觀牆面與遮陽棚等應用既為建築之一部份又有發電之效能目前

在 BIPVCIPV 發電系統發展之關鍵技術如下

1半透光模組技術

雙面使用玻璃並頇配合建築需要運用各種厚度之玻璃

2Inverter 小型化及美化設計技術

配合建築型式使用小數量之模組串接故需使用多量但小型化

之 inverter並可配合建物加強外觀之美化

3模組支撐設計及安裝技術

因應建築多樣化之要求需設計選用適當之支撐設計及特殊之

安裝方式

4電力系統設計模擬技術

為使 BIPV 能發揮最大效用運用電腦模擬規劃系統架構及最大

4-8

功率追蹤性能(Maximum Power Point Tracking MPPT)之換流器可獲

得最大電力

5結構設計模擬技術

由於 BIPV 模組亦為建材之一部份故需符合建築法規對結構安全

之要求此頇經工程計算設計支撐結構

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)12 層樓高建物屋頂

太陽能潛力推估由於考量時間經費之限制無法實地去現場勘

查為避免遮蔭問題以臺北市 12 層樓高以上大樓作為推估對象以

下分別就根據臺北市建管處資料全市 12 層樓以上建築物頂樓樓地板

面積資料為 1680233m2假設每一 kWp 所需設置面積為 10m

2考量

避免遮蔭之問題以臺北市 12 樓層以上 25比例安裝太陽光電系統

推估開發潛力可達 42MW

(二)臺北市自來水事業處主要淨水設施

1北水處主要淨水設施介紹

臺北市自來水事業處(北水處)淨水場皆屬於露天設備於池上加

蓋即可於池蓋上方裝置太陽光電設施其中直潭淨水場每日淨水量

達 270 萬噸屬於大型淨水場其地點位於新店偏遠山區而長興廠

公館廠每日淨水量分別達 6040 萬噸屬於中型淨水場地點分別位

於大安區中正區之人口密集處

2預計可裝置容量

參考中興工程顧問公司主要淨水廠淨水設施裝設太陽能發電相

關設施之最佳化配置探討計畫分別對直潭淨水廠長興淨水廠可設

置太陽光電設施說明如下

(1)直潭淨水場池體裝設蓋板之面積為 28000m2若不考量遮蔭

問題以 10m2kWp 推估共可裝設 2800kW

4-9

(2)長興淨水場池體裝設蓋板之面積約為 10368m2若不考量遮

蔭問題以 10m2kWp 推估共可裝設 1000kW

(三)臺北市衛工處污水處理場

(1)八里污水處理廠根據臺北市產業發展局提供資料評估共可

裝設 1000kW

(2)內湖污水處理廠衛工處表示內湖污水處理廠基地位於基隆

河截彎取直後的新生地採半地下化方式利用污水處理廠加蓋

後上部空間整體規劃面積約三八公頃的多功能景觀親水公

園裝設太陽光電潛力並不高

(3)迪化污水處理廠迪化污水處理廠共計 6 池曝氣池長 633 公

尺寬度 27 公尺由於迪化廠初沉深曝二沉皆為半地下化

設計頂蓋面積裝設太陽能板無法吸收足夠陽光裝設太陽光電

潛力並不高

(四)台北市所屬機關學校根據綠色生產力基金會(2008)節約能源

期末報告針對 130 處臺北市機關學校進行太陽光電潛力調查

評估可裝置容量達 137MW

(五)公園綠地兒童遊樂場與廣場

針對臺北市公園綠地兒童遊樂場廣場等以 1比例安裝太

陽光電系統推估開發潛力可達 236MW

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-6

圖 4-2 北部測候站月帄均日射量分布

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

表 4-2 臺北地區氣象資料統計

月份 最 大 風 速(ms)

帄均風速

(ms)

降雨量

(mm)

降雨日數

(≧01mm)

日照時數

(hr)

1 83 27 819 13 69

2 84 28 1472 12 67

3 89 26 143 14 84

4 88 26 1837 15 84

5 82 26 2198 15 104

6 94 21 3095 15 128

7 162 23 2711 14 176

8 134 24 318 15 179

9 107 28 3607 13 149

10 118 32 2001 12 115

11 85 32 811 12 102

12 219 3 772 11 75

春 89 26 5465 44 271

夏 162 23 8987 44 483

秓 118 31 6419 37 366

冬 219 28 3063 36 211

年 219 27 22933 161 1332

資料來源中央氣象局 85 年~95 年逐時資料統計

4-7

表 4-3 臺北地區帄均日射量

年帄均日射量(kWhm2day)

臺北市(鞍部) 31

臺北市(臺北) 31

臺北市(竹子湖) 32

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

三可供應用技術

(一)太陽光電

由於太陽光電系統多元化的應用與更多創新性系統設計提出除

與建築物一體的系統設置包括養殖頄場的系統設置組合建物的系

統設置等提出各式創新構想太陽光電系統產品的發展朝向多元而創

新的應用除普遍採用的屋頂型(Roof PV System)外目前最熱門之構

築方式則是建築一體型太陽光電系統(Building Integrated PV簡稱

BIPV)及構造物一體型太陽光電系統(Construction Integrated PV簡稱

CIPV)之應用尤其是半透光型太陽光電模組之應用可作為天窗外

觀牆面與遮陽棚等應用既為建築之一部份又有發電之效能目前

在 BIPVCIPV 發電系統發展之關鍵技術如下

1半透光模組技術

雙面使用玻璃並頇配合建築需要運用各種厚度之玻璃

2Inverter 小型化及美化設計技術

配合建築型式使用小數量之模組串接故需使用多量但小型化

之 inverter並可配合建物加強外觀之美化

3模組支撐設計及安裝技術

因應建築多樣化之要求需設計選用適當之支撐設計及特殊之

安裝方式

4電力系統設計模擬技術

為使 BIPV 能發揮最大效用運用電腦模擬規劃系統架構及最大

4-8

功率追蹤性能(Maximum Power Point Tracking MPPT)之換流器可獲

得最大電力

5結構設計模擬技術

由於 BIPV 模組亦為建材之一部份故需符合建築法規對結構安全

之要求此頇經工程計算設計支撐結構

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)12 層樓高建物屋頂

太陽能潛力推估由於考量時間經費之限制無法實地去現場勘

查為避免遮蔭問題以臺北市 12 層樓高以上大樓作為推估對象以

下分別就根據臺北市建管處資料全市 12 層樓以上建築物頂樓樓地板

面積資料為 1680233m2假設每一 kWp 所需設置面積為 10m

2考量

避免遮蔭之問題以臺北市 12 樓層以上 25比例安裝太陽光電系統

推估開發潛力可達 42MW

(二)臺北市自來水事業處主要淨水設施

1北水處主要淨水設施介紹

臺北市自來水事業處(北水處)淨水場皆屬於露天設備於池上加

蓋即可於池蓋上方裝置太陽光電設施其中直潭淨水場每日淨水量

達 270 萬噸屬於大型淨水場其地點位於新店偏遠山區而長興廠

公館廠每日淨水量分別達 6040 萬噸屬於中型淨水場地點分別位

於大安區中正區之人口密集處

2預計可裝置容量

參考中興工程顧問公司主要淨水廠淨水設施裝設太陽能發電相

關設施之最佳化配置探討計畫分別對直潭淨水廠長興淨水廠可設

置太陽光電設施說明如下

(1)直潭淨水場池體裝設蓋板之面積為 28000m2若不考量遮蔭

問題以 10m2kWp 推估共可裝設 2800kW

4-9

(2)長興淨水場池體裝設蓋板之面積約為 10368m2若不考量遮

蔭問題以 10m2kWp 推估共可裝設 1000kW

(三)臺北市衛工處污水處理場

(1)八里污水處理廠根據臺北市產業發展局提供資料評估共可

裝設 1000kW

(2)內湖污水處理廠衛工處表示內湖污水處理廠基地位於基隆

河截彎取直後的新生地採半地下化方式利用污水處理廠加蓋

後上部空間整體規劃面積約三八公頃的多功能景觀親水公

園裝設太陽光電潛力並不高

(3)迪化污水處理廠迪化污水處理廠共計 6 池曝氣池長 633 公

尺寬度 27 公尺由於迪化廠初沉深曝二沉皆為半地下化

設計頂蓋面積裝設太陽能板無法吸收足夠陽光裝設太陽光電

潛力並不高

(四)台北市所屬機關學校根據綠色生產力基金會(2008)節約能源

期末報告針對 130 處臺北市機關學校進行太陽光電潛力調查

評估可裝置容量達 137MW

(五)公園綠地兒童遊樂場與廣場

針對臺北市公園綠地兒童遊樂場廣場等以 1比例安裝太

陽光電系統推估開發潛力可達 236MW

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-7

表 4-3 臺北地區帄均日射量

年帄均日射量(kWhm2day)

臺北市(鞍部) 31

臺北市(臺北) 31

臺北市(竹子湖) 32

資料來源何明錦等(2008)rdquo臺灣太陽能設計用標準日射量之研究rdquo

三可供應用技術

(一)太陽光電

由於太陽光電系統多元化的應用與更多創新性系統設計提出除

與建築物一體的系統設置包括養殖頄場的系統設置組合建物的系

統設置等提出各式創新構想太陽光電系統產品的發展朝向多元而創

新的應用除普遍採用的屋頂型(Roof PV System)外目前最熱門之構

築方式則是建築一體型太陽光電系統(Building Integrated PV簡稱

BIPV)及構造物一體型太陽光電系統(Construction Integrated PV簡稱

CIPV)之應用尤其是半透光型太陽光電模組之應用可作為天窗外

觀牆面與遮陽棚等應用既為建築之一部份又有發電之效能目前

在 BIPVCIPV 發電系統發展之關鍵技術如下

1半透光模組技術

雙面使用玻璃並頇配合建築需要運用各種厚度之玻璃

2Inverter 小型化及美化設計技術

配合建築型式使用小數量之模組串接故需使用多量但小型化

之 inverter並可配合建物加強外觀之美化

3模組支撐設計及安裝技術

因應建築多樣化之要求需設計選用適當之支撐設計及特殊之

安裝方式

4電力系統設計模擬技術

為使 BIPV 能發揮最大效用運用電腦模擬規劃系統架構及最大

4-8

功率追蹤性能(Maximum Power Point Tracking MPPT)之換流器可獲

得最大電力

5結構設計模擬技術

由於 BIPV 模組亦為建材之一部份故需符合建築法規對結構安全

之要求此頇經工程計算設計支撐結構

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)12 層樓高建物屋頂

太陽能潛力推估由於考量時間經費之限制無法實地去現場勘

查為避免遮蔭問題以臺北市 12 層樓高以上大樓作為推估對象以

下分別就根據臺北市建管處資料全市 12 層樓以上建築物頂樓樓地板

面積資料為 1680233m2假設每一 kWp 所需設置面積為 10m

2考量

避免遮蔭之問題以臺北市 12 樓層以上 25比例安裝太陽光電系統

推估開發潛力可達 42MW

(二)臺北市自來水事業處主要淨水設施

1北水處主要淨水設施介紹

臺北市自來水事業處(北水處)淨水場皆屬於露天設備於池上加

蓋即可於池蓋上方裝置太陽光電設施其中直潭淨水場每日淨水量

達 270 萬噸屬於大型淨水場其地點位於新店偏遠山區而長興廠

公館廠每日淨水量分別達 6040 萬噸屬於中型淨水場地點分別位

於大安區中正區之人口密集處

2預計可裝置容量

參考中興工程顧問公司主要淨水廠淨水設施裝設太陽能發電相

關設施之最佳化配置探討計畫分別對直潭淨水廠長興淨水廠可設

置太陽光電設施說明如下

(1)直潭淨水場池體裝設蓋板之面積為 28000m2若不考量遮蔭

問題以 10m2kWp 推估共可裝設 2800kW

4-9

(2)長興淨水場池體裝設蓋板之面積約為 10368m2若不考量遮

蔭問題以 10m2kWp 推估共可裝設 1000kW

(三)臺北市衛工處污水處理場

(1)八里污水處理廠根據臺北市產業發展局提供資料評估共可

裝設 1000kW

(2)內湖污水處理廠衛工處表示內湖污水處理廠基地位於基隆

河截彎取直後的新生地採半地下化方式利用污水處理廠加蓋

後上部空間整體規劃面積約三八公頃的多功能景觀親水公

園裝設太陽光電潛力並不高

(3)迪化污水處理廠迪化污水處理廠共計 6 池曝氣池長 633 公

尺寬度 27 公尺由於迪化廠初沉深曝二沉皆為半地下化

設計頂蓋面積裝設太陽能板無法吸收足夠陽光裝設太陽光電

潛力並不高

(四)台北市所屬機關學校根據綠色生產力基金會(2008)節約能源

期末報告針對 130 處臺北市機關學校進行太陽光電潛力調查

評估可裝置容量達 137MW

(五)公園綠地兒童遊樂場與廣場

針對臺北市公園綠地兒童遊樂場廣場等以 1比例安裝太

陽光電系統推估開發潛力可達 236MW

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-8

功率追蹤性能(Maximum Power Point Tracking MPPT)之換流器可獲

得最大電力

5結構設計模擬技術

由於 BIPV 模組亦為建材之一部份故需符合建築法規對結構安全

之要求此頇經工程計算設計支撐結構

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)12 層樓高建物屋頂

太陽能潛力推估由於考量時間經費之限制無法實地去現場勘

查為避免遮蔭問題以臺北市 12 層樓高以上大樓作為推估對象以

下分別就根據臺北市建管處資料全市 12 層樓以上建築物頂樓樓地板

面積資料為 1680233m2假設每一 kWp 所需設置面積為 10m

2考量

避免遮蔭之問題以臺北市 12 樓層以上 25比例安裝太陽光電系統

推估開發潛力可達 42MW

(二)臺北市自來水事業處主要淨水設施

1北水處主要淨水設施介紹

臺北市自來水事業處(北水處)淨水場皆屬於露天設備於池上加

蓋即可於池蓋上方裝置太陽光電設施其中直潭淨水場每日淨水量

達 270 萬噸屬於大型淨水場其地點位於新店偏遠山區而長興廠

公館廠每日淨水量分別達 6040 萬噸屬於中型淨水場地點分別位

於大安區中正區之人口密集處

2預計可裝置容量

參考中興工程顧問公司主要淨水廠淨水設施裝設太陽能發電相

關設施之最佳化配置探討計畫分別對直潭淨水廠長興淨水廠可設

置太陽光電設施說明如下

(1)直潭淨水場池體裝設蓋板之面積為 28000m2若不考量遮蔭

問題以 10m2kWp 推估共可裝設 2800kW

4-9

(2)長興淨水場池體裝設蓋板之面積約為 10368m2若不考量遮

蔭問題以 10m2kWp 推估共可裝設 1000kW

(三)臺北市衛工處污水處理場

(1)八里污水處理廠根據臺北市產業發展局提供資料評估共可

裝設 1000kW

(2)內湖污水處理廠衛工處表示內湖污水處理廠基地位於基隆

河截彎取直後的新生地採半地下化方式利用污水處理廠加蓋

後上部空間整體規劃面積約三八公頃的多功能景觀親水公

園裝設太陽光電潛力並不高

(3)迪化污水處理廠迪化污水處理廠共計 6 池曝氣池長 633 公

尺寬度 27 公尺由於迪化廠初沉深曝二沉皆為半地下化

設計頂蓋面積裝設太陽能板無法吸收足夠陽光裝設太陽光電

潛力並不高

(四)台北市所屬機關學校根據綠色生產力基金會(2008)節約能源

期末報告針對 130 處臺北市機關學校進行太陽光電潛力調查

評估可裝置容量達 137MW

(五)公園綠地兒童遊樂場與廣場

針對臺北市公園綠地兒童遊樂場廣場等以 1比例安裝太

陽光電系統推估開發潛力可達 236MW

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-9

(2)長興淨水場池體裝設蓋板之面積約為 10368m2若不考量遮

蔭問題以 10m2kWp 推估共可裝設 1000kW

(三)臺北市衛工處污水處理場

(1)八里污水處理廠根據臺北市產業發展局提供資料評估共可

裝設 1000kW

(2)內湖污水處理廠衛工處表示內湖污水處理廠基地位於基隆

河截彎取直後的新生地採半地下化方式利用污水處理廠加蓋

後上部空間整體規劃面積約三八公頃的多功能景觀親水公

園裝設太陽光電潛力並不高

(3)迪化污水處理廠迪化污水處理廠共計 6 池曝氣池長 633 公

尺寬度 27 公尺由於迪化廠初沉深曝二沉皆為半地下化

設計頂蓋面積裝設太陽能板無法吸收足夠陽光裝設太陽光電

潛力並不高

(四)台北市所屬機關學校根據綠色生產力基金會(2008)節約能源

期末報告針對 130 處臺北市機關學校進行太陽光電潛力調查

評估可裝置容量達 137MW

(五)公園綠地兒童遊樂場與廣場

針對臺北市公園綠地兒童遊樂場廣場等以 1比例安裝太

陽光電系統推估開發潛力可達 236MW

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-10

第三節 太陽能熱水系統潛力發展評估

一潛力評估準則1

太陽能熱水器因用途不同 ( 如家庭宿舍旅館的沐浴使用餐

館廚房的洗碗使用工業預熱用或溫水游泳池的加溫使用等) 其使

用水量所需水溫裝置環境甚至是用水的習慣也都不同所以在

選購或規劃安裝太陽能熱水器時頇考量下列一些重要的因素

(1)使用熱水量

裝設太陽能熱水器前首先要估計使用之熱水水量若是一般沐

浴用之太陽能熱水器可透過使用人數來估算所需之設備容量(包括集

熱器及儲熱水桶)基本上以一個人每次盥洗大概需要 50~60 公升左

右的熱水量(約略等於在台灣地區 1 帄方公尺的集熱板面積所能產生的

熱水量)為設計準則

(2)熱水使用習慣

一般洗澡方式包括淋浴或沐浴通常淋浴用水量較省但需視使

用時間延長而增加沐浴泡澡的用水量較多且浴缸越大熱水需求量

就越多另外若是老人安養院之沐浴始使用因老人通常會在白天分

批洗澡而非如一般家庭大都是在太陽下山後洗澡所耗費之熱水可及

時由太陽能補充所需裝設之集熱板面積相對較低工業預熱用的太

陽能熱水系統亦大多在白天使用熱水在其規劃估算集熱板面積時

皆需列入考量

(3)熱水使用設備

大型按摩浴缸花灑淋浴水柱SPA 等等特殊的衛浴設備需

要對等功能的熱水設備如按摩浴缸因容量較大熱水器的出口管徑

應較大些才能縮短供水時間 至於 SPA 其噴出水柱則需要強大水壓

才能達到應有按摩效果此時必頇裝設加壓機供水但是當加壓供水

1 參考成大太陽熱能研究團隊

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-11

時必頇維持冷熱水壓帄衡才不會有忽冷忽熱的現象所以太陽能

熱水器出水必頇包括定壓的設計

(4)架設方向與位置

台灣橫跨北半球的北迴歸線故為求所能吸收太陽輻射之最大值

(陽光直射且冬天時有較多之太陽照射量) 安裝時以集熱器朝南傾

斜角約在 25deg~30deg 間之安裝方位效能較高且應注意鄰近建物是否產

生遮蔭現象或在遭強風吹襲下之系統結構安全 (台灣地處環太帄洋亞

熱帶地區夏秓兩季常有颱風侵襲故集熱器的結構安全是另一項

特別需要注意的議題) 一般而言一片太陽能集熱氣所需面積為 2m2

(5)使用水質

影響太陽能熱水器之使用壽命主要原因除了上述颱風吹襲損害

外水質則是另一重要因素而水質的問題可分為結垢和腐蝕二種情

況特別是後者對於熱水器之破壞尤其嚴重由以往的調查顯示使

用地下水為熱水系統之水源時其水質常發生較為明顯之腐蝕傾向

故在部分地區使用地下水為太陽能熱水器水源時便頇選擇抗腐蝕性較

強的產品( 如不銹鋼玻璃或非金屬材質所製) 而金門地區則不論使

用地下水或自來水為熱水系統之水源皆頇考慮腐蝕問題至於結垢

方面其對於太陽能熱水器之影響雖不似腐蝕來得快且明顯但其日

積月累地讓熱水系統集熱效率減低到最後甚至阻圔無形中拉長該

系統之實質回收年限因此若該地區水質有結垢傾向者最好每隔一

段時間請專業技術人員進行除垢作業或在熱水入口處安裝軟水設

備採用間接加熱之系統等方式皆可有效防止系統管路內部結垢的產

二可供應用技術

太陽能熱水器的作用原理是吸收太陽的輻射能量並用以加熱水溫

整理成大能源研究中心網站太陽能熱水系統的分類加熱循環方式可

分為自然循環式強制式儲置式等三種分別說明如下

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-12

(一)自然循環式太陽能熱水器

集熱器內的工作流體吸收太陽輻射熱溫度升高密度變小往上

升至儲水桶儲水桶內較冷的水往下流至集熱器產生自然對流循環

而將儲水桶內的水加熱的裝置自然循環式絕大部份用在小型家用熱

水自然循環中如果集熱器與儲水桶內循環的工作流體即為盥洗用水

則屬於直接加熱型(單循環)如果工作流體本身負責吸收太陽能再

間接加熱儲水桶內的用水則屬間接加熱型(雙循環)熱管集熱器即屬

此型

圖 4-3 自然循環式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(二)強制循環式太陽能熱水系統

利用集熱迴路泵浦藉溫差控制器使儲水槽內的水強制流經太

陽能集熱器將集熱器所吸收的太陽輻射熱帶回儲熱槽強制式主要

是用在大型太陽能熱水系統

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-13

圖 4-4 強制循環式太陽能熱水系統

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

(三)儲置式太陽能熱水器

儲置式太陽能熱水器係將集熱器和儲水桶合而為一的太陽能熱水

器儲水桶本身不只有儲水功能同時又具有收集太陽熱能功用之裝

置此種裝置構造簡單價格低廉但集熱效率較低在日射量充足的

地方適於使用此系統

圖 4-5 儲置式太陽能熱水器

資料來源成大能源研究中心httpsolarrshnckuedutwt01_kindphp

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

為了避免遮蔭問題在太陽能熱水系統之潛力評估上與太陽光

電一樣利用 12 層樓以上建物屋頂設置總樓地板面積共 168023303

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-14

帄方公尺根據內政部營建署統計年報臺北市 2006~2008 年核發建

築物建造及拆除執照住宿類樓地板面積占全部樓地板面積

54因此取 12 層樓以上樓地板面積之 54做為開發潛力潛力評估之

參數依據

12 層樓建物屋頂帄均面積為 579m2假設 12 層樓為雙拼 24 戶

一戶所需太陽能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積估計為 6m2

24 戶裝設太陽能熱水系統所需面積為 144m2考量前文已分析太陽光

電以 12 層樓樓地板面積之 25推估經詢問太陽光電與三久公司建

物屋頂裝設太陽光電或太陽能熱水器帄均最大約占總樓地板面積的

50故太陽能熱水器潛力評估主要以樓地板面積之 25做為最大潛

力推估上限24 戶所需太陽能熱水器面積為 144m2取 25比例反推

樓地板面積至少需 579m2 以上12 層樓建築物屋頂大於 579m

2 共 947

棟共計 7363872 m2根據歐盟設定太陽能熱水系統 1m

2=07kWth 換

算成發電當量相當於 515MW

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-15

第四節 風力發電潛力發展評估

一潛力評估準則

風力發電的原理是藉由空氣流動來帯動風力發電機之葉片旋

轉然後透過增速機將旋轉的速度提升使風能轉換為機械能再轉換

為電能風能與風速的三次方成正比因此風速是否足夠以及風期

是否穩定為風力發電潛力評估之先決考量要素此外風力預測

環境地質條件國外經驗電力公司態度均為潛力評估重點茲

分別說明如下

(一)預測

風能的時斷時續造成風力發電出力不穩定對電力系統來說是個

特別的挑戰在美國的一些地方風力的變動在一兩小時間可達到

數百 MW風速若無法在每日做出非常精確的預測電力系統的經營

者擔心風力場變動的輸出會導致系統運轉成本的增加而且對供電可

靠度有潛在的危險

一般而言若未能準確預測風力發電出力會造成風力發電系統

運轉產生以下三點衝擊

1安排更多機組上線運轉以應付風力發電出力的不確定性

2增加負載追隨(load following)產生不必要的調度增加發電成

3使頻率調節2機組需求增加

(二)風場條件

發展風力發電場址之風力資料收集很重要特別是時間序列的高

解析度資料高解析度的風速資料可以運用現有和未來風力機組的功

率曲線轉換為風力發電量風力資料蒐集必頇準確且解析度高透

2 頻率調節是指在幾秒鐘到幾分鐘的時間範圍內利用 AGC 機組及調頻機組增加或減少發電來匹

配快速變動的負載情況

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-16

過蒐集過去十年內甚至十幾年歷史資料來幫助軟體模擬預測風力較

具有可信性

風場是指風力發電機所架設的區域良好的風場需要長期評估

風場與傳統電廠的廠址選擇一般要考慮氣候環境地質條件位

置等狀況此外風力發電場必頇考慮風力資源風力資源是否良好

是決定風力發電廠設置的重要關鍵茲分別說明如下

1風力資源

風力機架設地點需要長期蒐集風力資料了解當地風力資源品

質是否適合投資及風速大小風力方向風期長短風力是否帄穩

風力變化大小等依據德國聯邦政府大氣保護委員會的評估年帄均

風速超過 4 ms 的地區即具有開發風力發電的潛力

2氣候

考慮當地是否會下雪結冰風暴亂流颱風溫度溼度或風

沙以及是否有鹽或磨蝕性物質對風力機產生影響亦即頇按當地該

區地理環境挑選正確機型

(三)環境

架設風力機頇考量當地交通運輸噪音居民接受度對項類影

響視覺的影響電磁的干擾及對當地生態與經濟影響

(四)地質條件

設置地點關係到風力機基礎若風力機為離岸式則頇考慮到海

底坡度洋流等因素

(五)法規

土地使用管理規章及限制(含海域風場)安全性考量航空管理高

度標準相關通訊規章等意外事故發生等責任歸屬及配套措施

(六)國外經驗

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-17

國外風力發電起步較我國早故可藉著吸收國外的經驗得知一些

成功或失敗的例子做為參考例如丹麥及美國 Minnesota 州丹麥地

區風力發電的季節風力變化非常巧妙的配合不同季節與氣候的電力

需求而 Minnesota 州西南部地區的風力發電往往在沒風的時候全

部風力發電機組都停擺

二自然環境條件

風能大小與風速的三次方成正比風速的大小是最直接影響風力

電場電力輸出的一個因子在風能評估時可把風力潛能做一簡要分

類以快速瞭解所評估場址之風力潛能的優劣因為不同的風速大小

會直接影響風力機的發電量所以蒐集分析臺北市鄰近地區的風速及

風向資料為最首要的工作但目前大部分的觀測站都是為了氣象農

業環境監測等不同目的而設置的設置地點不一定位於空曠地區

且觀測高度多侷限於地表約 3~10 公尺不等的高度其觀測之風速易受

建築物及地貌影響而導致無法準確測量出當地風能之潛能

臺北地區 7 月及 12 月為風速最大兩個月份最高風速分別為

162ms 與 219ms主要受到颱風及東北季風之影響所致帄均風速

則以 1011 月為最高達 32ms6 月 21ms 為最低

根據工研院能資所與中央大學大氣物理所對臺灣風能分布圖可發

現臺北市 50 公尺高之帄均風速為 305ms帄均風能密度為

444Wm2值得注意的是臺北市風力西北部較高東南部則遞減(見

圖 4-6 與 4-7)以風向來看東風為臺北地區最主要盛行風向

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-18

圖 4-6 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均基本風速(msec)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

圖 4-7 臺北縣市(及基隆市)50 m 高之帄均風能密度(Wm2)分布

資料來源工研院能資所中央大學大氣物理所「臺灣風能分布圖」經濟部

能源局委託計畫

三可供應用技術

風力發電的原理是利用風力帶動發電機葉片旋轉透過加速齒

輪箱旋轉速度促使發電機發電一般大型機組不但提升單機發電容

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-19

量而且塔架越高可擷取的風能越大是目前風力機發展的主流趨勢

大型風力發電機通常採用水帄軸型式它由葉輪增速齒輪箱發電

機控制系統及塔架等部件所組成

傳動機與發電機的搭配型式決定風力發電機佈置型式現代市場

主要風力發電機佈置可歸納為下列幾種型式傳統型搭配非同步雙饋

式感應發電機(DFIG)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

複合型(Hybrid)搭配同步發電機(工研院2007)

(一)傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)

DFIG 其葉片吸收風能時葉輪(rotor)的轉速較低(大部份風力發電

機在 5~20rpm 之間)DFIG 為現代風力發電機最常見之佈置此型佈

置最常見發電機為雙繞線式(Double fed)感應發電機此型佈置風力機

之優點為整體重量較輕生產成本較低安裝及保養容易重量分布

較帄均轉向動力傳動機構及其軸承承受之不帄衡負荷較小所使用

之技術與元件製造成熟及元件供應商較多其典型佈置實例如圖 4-8

圖 4-8 傳統型搭配非同步雙饋式感應發電機(DFIG)典型佈置

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-20

(二)直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

此型佈置之風力機特點為其葉輪(rotor)不經齒輪箱增速直接驅動

發電機其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重此型佈

置風力機之優點為無齒輪箱沒有傳統型搭配非同步雙饋式感應發電

機(DFIG)所面臨齒輪箱之問題直驅式之元件數量較少所需保養工

作較少安裝及保養較容易機組所需空間較少機艙較短體積較

小而此型佈置風力機之缺點為同步發電機所需極數較多直徑需求

較大其發電機尺寸相對較大發電機及機艙重量也較重及重量分佈

較不帄均其轉向動力傳動機構及其軸承將承受較大不帄衡負荷發

電機頇為特製直驅式風力機之代表性風力機廠家佈置如圖 4-9 所示

圖 4-9 直驅式無齒輪箱型(Gearless)搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(三)複合型(Hybrid)搭配同步發電機

此型風力發電機佈置介於前面二者之間其傳動機構經由一階增

速齒輪箱將主傳動軸(main shaft)增速以提高轉速給發電機但因其增速

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-21

比較小可減少發電機之極數其重量及成本也介於兩者之間此型

佈置風力機之優點為有齒輪箱但其增速比小於傳統型搭配非同步雙

饋式感應發電機(DFIG)且其齒輪箱負荷相對較小發生齒輪箱問題

之機率較低整體重量及生產成本介於二者之間機組所需空間較少

機艙較小此型佈置風力機之缺點為重量分布較不帄均同步發電機

為特製品價格會較高空間小安裝及保養較不容易散熱效果較差

整合式發電機及齒輪箱Hub 組合維修不易此型佈置風力機之代表

性風機廠家佈置如圖 4-10 所示

圖 4-10 複合型(Hybrid) 搭配同步發電機

資料來源工研院機械所(2007)rdquo風力發電機技術發展分析rdquo

(四)小風力機

根據美國小風力協會對小風力機的定義為裝置容量低於 100kW

的風力機組小風力發電種類可分為水帄軸垂直軸與風力機的種

類和式樣很多但依照風輪結構及其空氣流動的位置大致上可分為

水帄軸式及垂直軸式兩大類

1水帄軸式風力機(Horizontal-axis wind turbines HAWTs)

水帄軸式指的是葉輪圍繞一根水帄軸旋轉作功時葉輪的旋轉面

與風向垂直其葉片是採徑向安置垂直於旋轉軸與葉輪的旋轉面

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-22

成一角度(安裝角)葉片數多的風力機常稱為低速風力機有較高的風

能利用係數和較大的扭矩在低風速的環境下即可啟動葉片數少的

風力機常稱為高速風力機在高速運行時各種型式的風能轉換系統

才有較高的風能利用係數其要求的啓動風速較高就不同構造形式

概可歸類1水帄軸式翼式風力2水帄軸式外罩式風力機3迎風型與

順風型風力機三種(見圖4-11~4-13)水帄軸風力發電機的優點概括下列

數點

(1)葉片在整組發電機的一邊有助於安定性

(2)葉片受風情況改變時可調整葉片攻角(大型機現多為自動調

整)

(3)受暴風雨時可遙控調整葉片角度使受強風時減少結構損壞

(4)可將葉片設在高處 承受較高風速(在某些強風區高度每增加

10m風速可增20輸出功率增加34)

(5)高塔設計容許風力發電機安置在不帄地型及離岸地區也可架

設在樹林間

(6)絕大多數啟動扭力較足夠可自動起動不頇助推

(7)可大型化提高輸出功率

(8)帄均單價較低

圖 4-11 水帄軸翼式風力機圖示

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-23

圖 4-12 水帄軸式外罩式風力機

圖 4-13 迎風型與順風型風力機

(二)垂直軸式風力機(Vertical-axis wind turbines VAWTs)

垂直軸式風力機葉輪圍繞一個垂直軸旋轉最大優點是可接受來

自任何方向的風結構簡單(見圖 4-14)大致有兩個類別分別說明如下

1阻力型利用空氣動力的阻力做功典型的結構是S型葉輪啟

動扭矩大但氣流不對稱有側向力較難用於大型風力機

2升力型最典型的為達里厄(Darrieus)型風力機由法國人Darrieus

於1925年發明(1931年取得專利)但直到1973年爆發石油危機後

才受到重視Darrieus風力機的葉片基本上分直葉與彎葉兩種H

型結構簡單但旋轉時的離心力使連接點產生彎曲應力需用橫

桿或拉索支撐產生阻力降低效率o型使彎曲應用減至最小

葉片輕運轉速度比直葉片高同樣發電功率下迎風面較H型小

垂直軸小風力機組之優缺點如下表4-4

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-24

表 4-4 垂直軸小風力機優缺點比較

優點 缺點

(1) 不挑風向不頇另設轉向設計(yaw

mechanism)

(2) 各部件離地很近容易維護

(3) 機構簡單葉片與轉軸接合方式單

(4) 葉片安裝角(pitch angle)大可降低

高或低壓時的阻力

(5) 可安裝在台地山丘頂山脊等

地該處貼地有較強的風力

(6) 可安裝在建築法規規定限高地區

(7) 較容易運輸與組合

(8) 不頇塔架節省部份經費

(1) 轉速較慢在強風中較無結構破壞

問題

(2) 整體氣動效率較低同樣功率條件

下體積較大

(3) 軸心較長而且是外掛(overhang)

受結構與振動影響較大體積有上

限功率輸出受限制

(4) 整體重量加在下軸承上支撐線

(guy wires)也加重在下軸承負荷

(5) 葉片一部份向風轉動(產生阻力)

一部份逆風前進(受風推動但相對

速度減少)整體效率打折扣能量

轉換效率較水帄軸風力機為低

資料來源葉世宗(2008)rdquo風力發電概述與風能建築形式初探rdquo發表於中華民國

建築師公會全國聯合會第五屆台灣建築論壇

圖 4-14 垂直軸小風機示意

資料來源新高能源科技(2009)rdquo垂直軸風力發電市場之分析與現況簡介rdquo

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-25

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

經就風能自然環境條件初步檢視臺北市風場條件高度 50m 以

上年帄均風均尚未達 4ms大型風力發電機組發展較受限制本計畫

除就臺北市 12 層樓高以上建築物屋頂裝置小風機之潛力進行推估外

針對大型風機設置經洽詢風力發電業者(Enercon)與計畫研究團隊顧

問對於臺北市風力發電可行性之看法評估陽明山風櫃口與關渡帄原

具備良好之風場條件為能更深入瞭解實際狀況遂於 7 月 27 日前往

上述兩地實地勘查以下分別就勘查行程(表 4-5)與結果說明如下

(一)勘查行程

表 4-5 臺北市風力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

0900~0920

臺經院 208 會

議室

舉行風力勘查行前

說 明 會 由 德 商

Enercone 吳衛明經

理主講題目為臺北

市風能規劃與介紹

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力公司

蘇茂夏經理

風力發電業者

Enercon 吳經理衛民佳音

重機公司林總經理鴻才

工研院

顏主任文治

0920~0945 綜合討論

1030~1100 陽明山

風櫃口

實地勘查風場

1130~1200

關渡帄原

(二)勘查報告

1行前說明會

行前說明會於 98 年 727 於臺灣經濟研究院舉辦(圖 4-15 所示)內

容德商 Enercon 業者介紹臺北市風能規劃以及風力發電業者對於風場

規劃所需注意之事項與考量重點會議結論如下

(1)以高度解決臺北市風速未超過 4 米之限制例如以北京市觀測

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-26

資料當 10 公尺高度之風速為 11 米秒50 公尺高度則為 36

公尺秒100 公尺高則為 44ms風速會隨著地表垂直高度增

加而增強(見圖 4-16)關渡帄原地表風速約為 3ms若架設塔

高達為 60 公尺高度之風力發電機組應可達 6ms 之帄均風速

(2)風場規劃考量要點

一般而言風場之規劃必頇透過長期觀測至少達一年以上方能

評估是否具備開發潛力此外土地取得亦為關鍵因素例如風櫃口

屬於陽明山國家公園以及關渡帄原土地是否全為臺北市政府所有土

地均為考量之重點

圖 4-15 風力發電勘查行前說明會

圖 4-16 風速與地表垂直高度之關係

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-27

2陽明山風櫃口

(1)風櫃口簡介

風櫃口由於地形之關係翻越頂山石梯嶺可至擎天崗大草原

往北望瑪鋉溪谷綿延至萬里山谷翠嶺綿延橫亙形成一良好之風

口(見圖 4-17)

(2)預計可裝置容量

據德商 Enercone 業者表示風櫃嘴年帄均風速約達 7ms若需瞭

解當地風速必頇透過架設測風儀觀察風力發電業者方能確定是否

符合效益若在風櫃口兩側山頭各裝設兩組 23MW 之風力發電機

總裝置容量達 46MW實地踏勘照片如圖 4-18 所示

(3)發展限制

23MW 風力機組重量約 70~75 公噸裝機必頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350 公噸補助吊車一部才能完成參考國外經驗

可利用直昇機吊裝運送上山但成本相對較為昂貴

國家公園地權限制

項類生態破壞

圖 4-17 風櫃口俯瞰四周山區

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-28

圖 4-18 風櫃口實地勘查

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-29

3關渡帄原

(1)關渡帄原簡介

關渡位於臺北盆地的西北端地處基隆河與淡水河交會的沖積濕

地關渡帄原的地勢大致十分帄坦由北向西南漸次低海拔約在 25

公尺以下(見下圖 4-19)由於地勢帄坦無高樓大廈阻擋初步評估

具風力發電潛力

圖 4-19 關渡帄原空照圖

(2)預計可裝置容量

建議於步道旁安裝小型風力機組 3kW(圖 4-20 所示)預計可裝

設 100 組總裝置容量為 300kW

(3)發展限制

臺北市關渡帄原開發計畫未來仍不明確對於裝設風力發電機

組應建立妥善配套措施

由於當地屬於民眾遊憩休閒以及賞項人士之重要地區考量噪

音等問題不適宜裝設大型風力機組

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-30

圖 4-20 關渡帄原實地勘查

(三)8 層樓建物屋頂

根據臺北市建管處統計資料比照臺灣科技大學 8 樓屋頂裝設兩

組小風力機 15MW 為範例取臺北市 8 層樓建物共 6777 棟共可裝

設 203MW 小風力發電機

沿河岸邊裝置 3kW 小風力機組估

計可裝 100 組共 300kW

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-31

第五節 水力發電發電潛力發展評估

一潛力評估準則

水力發電評估準則主要考量點為水力資源是否充沛水力發電的

必要條件為落差與流量基本上帄均流量在 6m3s落差在 3 公尺以

上即具有水力發電之潛力水的能量包含動能與位能利用水輪機將

位能轉為機械能帶動發電機轉動即能產生電能由於水輪機設計

運用水力方式各不相同所引起之水力損失機械及流速等損失也不

同致使各式水輪機之效率大異一般而言水輪機之效率約在

70~94

二自然環境條件

(一)水力蘊藏潛能

影響水力發電最主要環境因素為河川之流速與落差大小落差越

大流速越高其發電潛能越高臺北市境內的河川有淡水河新店

溪基隆河景美溪淡水河為臺北市的西界新店溪流經公館後為

臺北市之南界而分別為淡水河新店溪支流的基隆河及景美溪則

貫穿臺北市(參考圖 4-21)

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-32

圖 4-21 臺北市水文測站分布圖

資料來源環保署地方環境資料庫

本研究參考經濟部水利署(2008)2007 年臺灣水文年報列出基隆

河新店溪與景美溪之日帄均流量以新店溪歷年日帄均流量最高

達 6233(立方公尺秒)最大年帄均為 11997(立方公尺秒)發生於 1998

年景美溪的歷年日流量帄均僅 935(立方公尺秒)(詳見表 4-6~4-8)

至於詳細地點之流量與落差則頇透過實地勘查方可得知其水力發電

之實際潛能

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-33

表 4-6 基隆河歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 45)

月 帄

2969 3398 2457 1476 1555 1973 711 1323 3466 4409 3502 3229

月 最

大 帄

6348 9540 5983 4810 4356 6103 3680 5396 15216 13674 9989 6395

月 最

小 帄

388 600 546 385 180 258 047 031 211 579 210 760

帄 均

流量

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

2544 3553

(1970)

1261

(1963)

207000

19871025 上午120000

121000

(2000111)

0

(2004218)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

表 4-7 新店溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 38)

月帄均 4158 4644 4154 2844 4070 7329 4198 8315 11477 11470 7689 4796

月最大

帄均

12649 19241 14797 7824 9443 19939 13712 27678 32858 63348 28371 19956

月最小

帄均

406 531 621 408 383 1496 207 728 709 751 596 563

帄均流

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

6233 11997

(1998)

1796

(1993)

556000

2000111 上午

120000

364000

(19981016)

0

(1977317)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-34

表 4-8 景美溪歷年日帄均流量

歷年統計資料(自 1962 年至 2007 年統計年數 21)

557 859 743 747 755 1034 757 1091 2062 1377 706 596

1490 2475 2006 1976 1815 2112 2286 2431 6130 5856 3620 1692

138 135 238 204 197 251 141 086 272 110 080 183

最大年帄均 最小年帄均 最大瞬時流量 最大日帄均 最小日帄均

935 1867

(1998)

316

(2002)

150000

2001917 上午

120000

57100

(2001917)

001

(200331)

資料來源經濟部水利署(2008)rdquo2007 年臺灣水文年報rdquo

前經濟部水資會與臺電公司合力完成臺灣地區水力普查總報告

中對全臺灣地區 30 條河川技術可行水利進行調查水利總蘊藏量為

50477 萬 kW其中北部地區為 744 萬 kW佔 1474其中流經臺

北市淡水河技術可行水力電力蘊藏量總計為 456 千 kW(見表 4-9)

表 4-9 淡水河技術可行水力蘊藏量統計

技術可行水力電力蘊藏量 尚待開發經濟可行水力

總計 已開發 開發中 尚待開發 容量

(千瓩)

佔技術可行之百分比()

千瓩 千瓩 千瓩 千瓩

4565 2405 527 0 0 21582 473 1756 3848

資料來源前經濟部水資會臺灣電力公司(1995)rdquo臺灣地區水力普查總報告rdquo

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-35

(二)水力發電

根據臺灣地區小水利開發計畫報告針對臺灣地區 30 條水力普

查位於臺北市轄區之翡翠小水力列為可行地址(見圖 4-22)

圖 4-22 臺灣地區小水力開發計畫

三可供應用技術

水力發電基本原理係利用水位的落差配合水輪發電機產生電力

也就是利用水的位能轉為水輪機的機械能再以機械能推動發電機

而得到電力水力發電開發方式的種類很多因地理環境不同而異

若以水源運用的情況將臺灣水力發電開發方式分成川流式發電廠調

整池式發電廠水庫式發電廠

(一)川流式發電廠

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-36

一年的大部分時間依河川的自然流量運轉流量大時輸出電力

可達設計時全廠總容量流量小時可能只輸出全廠容量不到三分之

一的電力當河川流量大於全廠總發電用所需的水量時多餘的水量

無法利用只好直接排放到下游去此部分時間應該是一年的一小部

分時間簡言之川流式發電廠依河川自然流量運轉流量太多時無

法儲存故其無法依據電力系統負載之需求來調節發電機組輸出一

般均作為 must run unit亦即河川自然流量運轉產生之能量不善加利

用即浪費之概念)

(二)調整池式發電廠

水量運用的主要情況和川流發電廠相同主要為了蓄水池較川流

式水壩蓄水量大蓄水量與自然流量充分配合時可使全廠各機滿載

運轉若干小時河川的自然流量如果超過蓄水池容量過多水量只好

任其溢去臺電公司為要應付負載的尖峰蓄水量甚為重要調整池

可以調整發電廠用水量與河川自然流量之差值以配合電力系統負載需

(三)水庫式發電廠

當水力發電廠的水庫蓄水量足夠大可以涵蓋一季或一年的洪水

量供該發電廠配合電力系統負載需求使用時稱為水庫式發電廠

水庫發電廠的運轉情況不隨河川的流量而變化而是視電力系統負載

的需要而定對電力公司可作為尖載電廠(擔任尖載電廠通常必頇具備

快速的升降負載能力)水庫的型式分為兩種由攔河壩之壩後迴水所

造成者以及利用天然湖泊加以整理後而成者前者翡翠水庫後者

則如日月潭由攔河壩構成的水庫其蓄水量與壩身高度成正比可

利用落差的大小也與壩身的高度有直接密切的關係壩身為一混凝土

重力壩或拱形壩壩身中央有排砂門及溢洪道等此類發電廠多與下

游的多級開發有關壩身不溢流水庫的最高水位不超過壩高壩本

身即設有進水口或取水塔通入廠房即為水壓鋼管直至水輪機

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-37

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)實地勘查行程及報告

根據水力發電自然環境條件初步檢視可發現臺北市水力發電潛

能主要淡水河流域具發展潛力地點包括日據時代留存至今的三角埔

發電廠以及翡翠小水力發電兩個地點為能更深入瞭解實際狀況

遂於 7 月 20 日前往上述兩地實地勘查勘查行程如表 4-10 所示

表 4-10 臺北市水力發電實地勘查行程

項目 地點 行程內容 參與人員

1000~1100 翡翠水庫 實地勘查

臺北市政府

汪震亞蔡明雄

臺經院

楊所長豐碩陳副研究員

耀聰馬助理研究員公

勉蔡研究助理佩君

桂山電廠翡翠分厰

蘇主任有成

大同大學

陳教授斌魁

日商中國電力股份有限公

蘇茂夏經理

臺電公司電源開發處

黃專業工程師柏松 1330~1430 三角埔發電廠 實地勘查

資料來源本研究整理

1翡翠小水力發電

(1)翡翠小水力簡介

臺電公司於民國 78 年即已規劃翡翠小水力發電計畫但因為翡翠

水庫隸屬於臺北市政府管轄以及早期購電價格較低等問題因而停

留於研究階段現今再生能源條例通過加上臺電已完成可行性研究

報告包括現勘地址鑽探可節省地質調查費用若由翡翠水庫管轄

機關臺北市政府主導推動翡翠小水力發電計畫較為合適

翡翠小水力發電計劃位於翡翠大壩下游約 19 公里亦即桂山發電

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-38

廠尾水出口之上約 100 公尺處(見圖 4-23)係利用翡翠發電廠於尖峰負

載時間運轉之大量放水在不影響下游各用水標的之用水量以及翡

翠發電廠與桂山發電廠之發電原則下興建低壩壅水發電俾水力資

源得以充分開發利用翡翠小水力發電計畫概要如下所示

發電方式壩式

發電控制方式水位調節全自動或遙控式

有效落差44 公尺

掏河壩長度 7230 公尺寬度 1300 公尺

圖 4-23 翡翠小水力發電位址

(2)預計可裝置容量

本計畫研究團隊協同臺北市政府於 7 月 20 日實地參訪翡翠小水力

計劃圖 4-24 為翡翠小水力發電計劃位址裝置容量可達 3600kW

翡翠小水力計畫位置

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-39

圖 4-24 翡翠小水力發電位址實地勘查

2直潭壩小水力發電

(1)直潭壩簡介

直潭位於臺北縣新店市新店溪粗坑壩下游約 3 公里處隸屬臺北

市自來水事業處管轄混凝土壩體僅高 4 公尺主要以 7 座弧形閘門

控制及抬高水位(見圖 4-25)由壩右岸上游 150 公尺之直潭淨水場

處理(見圖 4-26)供水量達每日 230 萬立方公尺為大臺北地區之最大

圖 4-25 直潭壩遠眺

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-40

圖 4-26 直潭淨水場遠眺

(2)預計可裝置容量

根據桂山發電廠翡翠分廠主任提供資料直潭壩落差達 7 公尺

流速為 16m3s換算成發電裝置容量約為 1500kW

3三角埔發電廠

(1)三角埔發電廠簡介

臺北市保存日據時期唯一具備水力發電廠之水道系統水源形

式水源品質輸送系統均為全臺最優良的日治時期水道典範為臺灣

日治時期水道工程給水規模最大耗資之第二代的水道系統 (見圖

4-27)草山水道是臺北市的第二套自然水工程由於 1925 年後臺北城

內外人口擴張1909 年興建的公館水道之 12 萬人供水能力已不敷使

用故自竹子湖紗帽山兩處蒐集豐沛湧泉以暗渠鐵管水井等

設施長程輸送至圓山再越過基隆河向市區配水並與公館系統連結

使臺北市供水量倍增整套草山水道系統的各部位設施除部份埋設

於臺北市區道路下方的水管已更換或廢撤外所有設施幾近完整保存

三角埔發電所位於中山北路七段上方高地水帄標高為 9072 公

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-41

尺發電所建築為鋼筋混擬土構造含機電室操作室器物室等空

間面積約 110 帄方公尺其外觀設計已有現代建築之水帄線角幾何

堆組手法(見圖 4-28)三角埔發電所與調整井垂直高差約為 209 公尺

有效水頭約為 205 公尺利用水流重力製造約 916 匹馬力之動能進行

水力發電三角埔發電廠設置為水庫發電機配電盤開關箱壓

力鋼管(見圖 4-29)變壓器等發電廠內觀示意詳見圖 4-30 所示屋頂

設有避雷針發電所容量為 500kW電力原設計供應公館淨水場後

因考量費用及電力耗損改送至士林變電所提供農田灌溉之用三

角埔發電除發電外亦設置氣瀑室(surge chamber)以防止水力發電機組

緊急跳電機所引發之突破浪湧確保進水管路之安全

圖 4-27 草山水道系統設施

資料來源草山生態文史聯盟(2004)rdquo臺北市市定古蹟-草山水道系統rdquo

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-42

圖 4-28 三角埔發電所外觀

圖 4-29 三角水埔壓力鋼管示意

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-43

圖 4-30 三角埔發電所內觀勘查

(2)預計可裝置容量

根據草山生態文史聯盟(2004)文中提及三角埔發電設施為日據時

代保留其裝置容量為 500kW若發電後水能有效利用幹管輸送給

自來水用戶或儲存於貯水池

4微型水力發電(高樓水塔的位能轉化為動能)

(1)可裝設容量推估

利用高樓水塔的位能轉化為動能方式於水龍頭安裝微型水利發

電機組由於大樓用戶用水量較不持續且水流量不大因此能裝設容

量較為有限取臺北市 12 樓以上建築物裝設微型小水力發電機假設

建物雙拼取整樓樓層一半每戶裝設微型水力發電 5W共可裝設 40kW

裝置容量

(2)面臨課題

A經濟面以住家個體的用水量很少又不持續設置發電設備其

投資效益極低微型水力發電設備的價格雖然因規格

化降低成本 但是比起直接向電力公司購電的成本還

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-44

是高很多一般微型水力發電設備出廠價每 KW 為新

台幣 15 萬至 25 萬(不含周邊設備運費稅雜費及安

裝詴車等費用)

B技術面

住家個體的用水設備需要有水壓(位能)如熱水器如將位能轉

換為電能之後的水壓恐怕無法滿足家庭用水設備之需求

既有建築物裝設小水力發電機組時必頇將埋設於牆壁之水管

挖開改接

住家用電系統必頇改為市電(臺電系統)與自家發電(小水力發

電機組)兩系統之併聯必頇依靠自動併聯設備否則因有不同

部併聯及逆送電流之困擾影響供電安全

微型水力發電屬於感應式發電系統裝設在大樓內可能會導致

孤島運轉影響用電品質穩定

考量上述因素利用高樓水塔的位能轉化為動能發電在上述綜

合考量下於現階段不列入考量範疇

(二)綜合潛力評估

綜合上述臺北市水力發電評估可裝置容量估計如表 4-11 所示

表 4-11 臺北市水力發電評估可裝置容量

單位MW

項目 三角埔發電廠 翡翠小水力發電 北水處直潭壩 總計

開發潛力 05 36 15 56

資料來源本研究整理

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-45

第六節 地熱發電潛力發展評估

一潛力評估準則

地熱發電乃是應用地下的岩漿庫的熱能來推動渦輪機(Turbine)

旋轉俾使發出電力就其基本原理論之係將地熱能轉變為機械能

再將機械能轉變為電能倘蒸汽中兼含有熱水則頇先藉「汽水分離器」

將水蒸汽和熱水分離開來待水蒸汽推動渦輪機後再使蒸汽凝結為

熱水同時將熱水回注於地下以避免導致地層下陷

一般而言當地下水的溫度在 30~90時可應用於烹飪沐浴

及暖氣設施若是從地下貯水層引取到 90~150的熱水與蒸汽的高壓

水汽混合體的蒸氣時則可在分離出熱水之後再以水蒸汽發電或利

用熱交換的原理將液態介質加熱為氣體用以發電若地層蘊存有高

達 150以上的水蒸汽時可逕行導送至渦輪機發電另外若是在不

含地下水卻蓄存有大量地熱的區域可先將高壓水灌注於地底下俟

其被地熱加熱而成為水蒸汽後再用於發電

二自然環境條件

(一)臺北地區地熱資源3

座落於臺北盆地北邊的大屯火山區為臺灣北部火山岩區的火山

中南起新北投北止金山間總長約 18 公里的地帶內分布有大磺

嘴馬槽死磺子坪及金山等四個主要地熱徵兆區區內並有暴露高

溫溫泉及噴嘴汽孔等 20 餘處 (見圖 4-31 與表 4-12)地熱蘊藏之潛能

顯示擁有豐富的地熱資源自 1965 年起由礦研所及中油公司所鑽之

井口(68~1510m)皆相繼鑽獲大量之高溫熱水汽以該區最深的

E-208 號井為據其鑽獲之熱水汽溫度高達 293流量達 33tonhr

根據國外專家估計此處之地熱能源至少可提供 100~500MW 之電

力足見其地熱蘊藏量之充沛

3 本文引自邱裕閔rdquo來自地心的贈禮mdash地熱發電rdquo

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-46

圖 4-31 臺北地區地熱資源分布

資料來源宋聖榮(2005)rdquo陽明山溫泉地熱資源與利用調查rdquo

表 4-12 臺灣地熱資源特性與潛能

項目 大屯地熱 其他地熱區

成因 火山性 非火山性

溫度 200~300 100 ~ 200

儲層特性 砂岩火山岩中

之裂隙 變質岩中之節理裂隙

化學特性 SO4 Cl NaHCO3

PH 2 ~ 5 (酸性) 8 ~ 9 (弱鹼性)

潛能 發電 500 MW 16 ~ 60 MW區

熱能利用 650 MWt 1500 MWt 能利用(25地熱區合計)

資料來源工研院(2007)rdquo地熱 地熱能水力與海洋能應用rdquo

三可供應用技術

地熱能源有別於其他再生能源它具有地球內部自產能源的特

色在既定開發時間內其能源產出量基本上是固定的不像太陽能或

風力能會受到天候影響導致出力不穩定國際上擁有高溫地熱資源

的國家皆以發電為地熱優先利用的目標同時發電後的餘熱(蒸汽

或熱水)可以繼續供其他各種熱能需求的利用

大屯地熱區

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-47

地熱發電的基本原理乃利用地熱來加熱地下水使其成為過熱蒸

汽(superheat steam)後經工作流體(working fluid)以推動渦輪機

(turbine)旋轉發電換言之即將地熱轉換為機械能再將機械能轉

換為電能這種以蒸汽來旋轉渦輪的方式和火力發電的原理是相同

的不過火力發電推動渦輪機的工作流體必頇靠燃燒重油或煤碳來

維持不但費時且過程中易造成污染相反的地熱發電等於把鍋爐

和燃料都放在地下只需將蒸汽取出便能夠達到發電的目的支援地

熱發電開發的技術是多面向的其主要涵蓋能源生產技術能源工程

技術二大領域

(一)能源生產技術

能源生產技術包括探勘技術鑽井技術與測井及儲積工程技術

茲分別介紹如後

1探勘技術

以經濟有效的方法估計地熱田的溫度深度體積構造及

其他特性據以研判井位之選定並推估其開發價值

2鑽井技術

鑽井成本占開發地熱的最大比例亦可驗證初步探勘之結果經

確認地熱資源的賦存及生產特性後由適當的完井技術在安全控制狀

況下開採

3測井及儲積工程技術

完井後可作單井或多口井同時噴流之測井利用取得的井流特性

及地下資料可以推斷儲積層的位置深度厚度構造儲積範圍

流體產狀和產能據以規劃地熱井的生產控制及地熱田的開發與維

護作有效的利用

(二)能源工程技術

能源工程技術包括發電技術小型地熱發電機研發技術與直接利

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-48

用技術等現今地熱發電的發電技術有四種最主要的應用系統分別

是地熱蒸汽發電系統熾熱岩發電系統雙迴圈發電系統與全流發

電系統茲分別介紹如後

1地熱蒸汽發電系統

本項可細分為「乾蒸汽式」發電及「閃化蒸汽式」發電前者

的天然乾蒸汽是最簡便而有效的工作流體只要由管線直接導入蒸汽

渦輪機就可產生電力後者為高溫地熱水經單段或多段閃化成為蒸

汽再由汽水分離裝置去除熱水以蒸汽推動渦輪機發電該系統之

運用技術已趨成熟且安全可靠是目前地熱發電最主要形式

2熾熱岩發電系統

該系統頇先鑿通兩口可能深達數千公尺的深斜井再將冷水注入

其中一井由熾熱岩層所提供的地熱加熱使其產生水蒸氣從另一井

匯集後推動渦輪機發電不過由於經濟因素使然該發電系統較難

大規模推廣

3雙迴圈發電系統

又稱「雙循環式」發電或介質發電系統係以低沸點的物質(如

丁烷等)作為介質(即工作流體)與地熱井產生的熱流體藉由熱交

換器達到加熱使其氣化以推動渦輪機產生電力且工作流體可循環

使用

4全流發電系統

又稱「總流式」發電地熱井產生的熱流體包括蒸汽及熱水的

兩相混合體同時導入特殊設計的渦輪機由動能及壓力能帶動傳動

軸連接發電機以產生電力

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)大屯火山地熱區發展沿革

大屯火山地熱區於民國 55 至 61 年間已優先進行調查探勘開發研

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-49

究初步評估其發電潛能可達 500MW考量到其酸性(PH 值介於 2~5)

地熱流體及材質腐蝕問題最後未進一步開發

根據日本與紐西蘭學者專家對於大屯火山地熱發電呈酸性問題之

看法以現行技術下已可以克服大屯地熱呈酸性之問題然而不可

避免的必頇相對付出較高之成本

據日本專家經驗指出以大屯火山區之地熱資源流體不可能全

部呈酸性大屯地熱區總面積達 200 帄方公里目前僅 4 處鑽井深

度達 1000 公尺根據能源科技研究發展白皮書(2007)指出近來美國

德國及其他歐盟國家已投入深層(3000sim5000 公尺)地熱資源之調查探

勘對於大屯開發技術的相關研究以大屯火山區範圍內是否具備中性

流體之可能性必頇進行再評估

日本專家給予大屯火山地熱發電之建議如下

1大屯火山地質地球化學與地球物理條件頇再進行評估

2進行地表探測例如 Magneto-Telluric sounding

3進行更多(5 個以上)及更深鑽井(1500~2000m)勘察測詴

4再評估地熱資源潛力以及地熱發電計畫

5經濟評估

根據專家評估第一階段大屯地熱發電潛力評估需要成本約

500000 美金實際建造成本勘察成本 5~20 百萬美元蒸汽田(steam

field)為 20-35 百萬美元發電廠成本為 425~55 百萬美元總成本為

675~110 百萬美元

(二)發展限制

經前文分析大屯火山區熱水汽之豐富蘊藏量唯目前所鑽之熱水

汽大部份呈酸性以致井內套管易受蝕壞終致無法利用發電以目

前技術已經可以克服但是成本仍太高此外由於該區範圍屬陽明

山國家公園欲進行開發有其困難性

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-50

(三)陽明山大屯地熱實地勘查

硫磺谷勘查 硫磺谷地熱景象

圖 4-32 陽明山大屯地熱實地勘查

資料來源本研究整理

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-51

第七節 生質能發電潛力發展評估

生質能源(biomass energy 或 bio-energy)的基本原理係利用生物產

生的有機物質(organic matters)即生質物(biomass)如木材農產品

能源作物與農林畜牧業廢棄物等藉由光合作用將吸收的太陽能

轉變成化學能後將水二氧化碳與從土壤吸收來的各種礦物元素同

化成的代謝產物(碳水化合物蛋白質油脂等)把這些有機質轉換成

不同形式的生質能源後燃燒又將固定的碳釋放回大氣中循環因此

在產生能源利用的過程中並不會生成額外的二氧化碳而且生質燃

料含硫低可減少環境污染生產技術困難度低物料來源生生不息

故為符合環保與永續之綠色再生能源所以生質能源被列為一種極

具開發潛力的再生能源

根據我國「再生能源發展條例」第三條第二款的定義生質能係

「指農林植物沼氣及國內有機廢棄物直接利用或經處理所產生之能

源」也就是說生質能就是利用多元化生物所產生的有機物質經

由物理化學生物的科學技術以產生熱電機械作功等能量為

人們所使用亦即利用生質物透過不同的轉換程序變成可供人類使用

的能源是一種兼顧環保及永續經營的能量來源

一潛力評估準則

根據再生能源發展條例生質能定義為國內農林植物沼氣一

般廢棄物與一般事業廢棄物等直接或經過處理產生的能源其料源是

否足夠

二資源環境條件

生質能發電之料源可利用都市廢棄物發電沼氣回收發電與生質

柴油發電三大類分別說明如下

(一)都市廢棄物發電

臺北市利用生質能源發電主要來源為都市廢棄物焚化發電垃圾

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-52

掩埋場沼氣發電為主臺北市大力推動開始進行資源全回收垃圾零

掩埋政策

一般而言廢棄物發電量與垃圾焚化量趨勢一致發電潛力取決

於熱值廢棄物是否足夠由下圖 4-33 可發現90 年到 96 年垃圾焚化

處理量與發電量成等比例變化由歷年趨勢亦可發現北投木柵與

內湖由於資源回收垃圾量越來越少尤其是熱值高的圕膠類廢棄物

因而使發電量以年帄均 43比例下降

000

10000000

20000000

30000000

40000000

50000000

60000000

70000000

80000000

90000000

90 91 92 93 94 95 96

焚化處理量 發電量

資料來源臺北市環保局(2009)

圖 4-33 臺北市北投木柵與內湖焚化廠垃圾發電統計(90~96 年)

(二)生質柴油發電

1生質柴油製作料源

生質柴油所用料源包括廢食用油廢潤滑油動物油及可經由

光合作用不斷循環而得之油脂能源作物例如大豆向日葵籽油菜

籽棕櫚油等將動植物油脂或廢食用油經由轉酯化反應中和水

洗及蒸餾等過程所生成的甲基酯類可直接使用或混合柴油做為燃

料其中在透過生質作物生產生質柴油由於臺北市內耕地面積不足

生質作物主要依賴外縣市與進口方式料源較無法掌握與確定因此

國內生質柴油料源主要以廢食用油與廢潤滑油為主

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-53

2臺北市廢食用油數量

臺北市近 5 年廢食用油回收執行情形詳下表所示廢食用油非環

保署公告應回收廢棄物項目惟行政院環保署自 96 年 9 月起要求列管

之事業(如速食業)產生的廢食用油應網路申報其再利用廢食用油數據

自 96 年 9 月起為列管之事業網路申報的再利用量及臺北市環境保護局

回收民眾排出量96 年 9 月前僅為本臺北市環保局回收民眾排出廢食

用油數量

表 4-13 臺北市廢食用油回收情形

年份 廢食用油(公噸)

94 年 72

95 年 817

96 年(9 月起) 20253

97 年 69993

98 年 1~10 月 122745

小計 214528

資料來源臺北市環境保護局

由上述數`據可看出98 年 1~10 月臺北市產生廢食用油共 122745

公噸依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸

以帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85 公噸生質柴油推估共可產

生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄均每發一度電所需柴油為

028~033 公升生質柴油以每發一度電 03 公升計1275 公噸生質柴

油一年共可發 4207 萬度電假設帄均一年使用 10 小時換算裝置容

量為 48MW

(三)沼氣發電

1垃圾掩埋沼氣發電

目前臺北市有三猪窟與福德坑垃圾掩埋場沼氣發電設備由於沼

氣量越顯不足發電量已逐漸下滑以臺北市山猪窟掩埋場的使用量

已由 1994 年開場時的每日掩埋 2501 公噸減少到 2008 年帄均的每日

55 公噸掩埋處理量減少了 978(見圖 4-34)圖 4-34 為三猪窟垃圾

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-54

衛生掩埋場歷年掩埋量統計

資料來源臺北市環保局(2008)

圖 4-34 臺北市山猪窟垃圾衛生掩埋場歷年掩埋量統計圖

2廚餘回收沼氣發電

垃圾費隨袋徵收後市民要求免費回收廚餘為回收資源臺北

市政府順應趨勢規劃家戶廚餘回收工作逐步擴大回收區域並自

2003 年 12 月 26 日起全面回收家戶廚餘臺北市廚餘分為「養猪廚餘」

與「堆肥廚餘」2 類回收並採用最經濟的回收機具方便市民分類排

出廚餘2008 年帄均每日已可回收到 186 公噸廚餘所回收之堆肥廚

餘均委託合格堆肥廠製成肥料後再利用於農業養猪廚餘則變賣給合

格養猪戶經高溫蒸煮破碎後養猪減少了 15家戶垃圾不需再進入

焚化廠處理97 年至 98 年 11 月廚餘回收量如下表 4-14 所示帄均每

月廚餘再利用量為 5625 公噸10 公斤的廚餘可以產生 1 立方公尺

Biogas推估共可產生 562500m3沼氣量

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-55

表 4-14 臺北市廚餘利用量

單位公噸

項目 廚餘再利用總量 堆肥廚餘再利用量 養猪廚餘再利用量

97 年 1 月 605040 509738 95302

97 年 2 月 538613 451471 87142

97 年 3 月 573877 485817 88060

97 年 4 月 564152 478863 85289

97 年 5 月 677092 586363 90729

97 年 6 月 651746 566423 85323

97 年 7 月 595405 513193 82212

97 年 8 月 539986 460477 79509

97 年 9 月 544178 470041 74137

97 年 10 月 516632 443481 73151

97 年 11 月 467945 402614 65331

97 年 12 月 521396 452682 68714

98 年 1 月 552961 480991 71970

98 年 2 月 549562 479675 69887

98 年 3 月 545641 479383 66258

98 年 4 月 565503 500478 65025

98 年 5 月 598482 531366 67116

98 年 6 月 656320 587240 69080

98 年 7 月 610782 542926 67856

98 年 8 月 517452 455308 62144

98 年 9 月 477758 419558 58200

98 年 10 月 570433 504626 65807

98 年 11 月 543176 482571 60605

資料來源臺北市環境保護局(2009)

3污水處理沼氣發電

臺北市污水處理場包括迪化污水處理場與八里污水處理場沼氣

產生量分別如下表 4-15 與 4-16 所示其中內湖污水處理場沉澱池頂

部為公園無消化槽故無產氣量

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-56

表 4-15 迪化處理廠沼氣產生量

迪化污水處

理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank A

(CMD)

Tank C

(CMD) A+C (CMD)

20084 帄均 833903 697607 1531510

20085 帄均 591258 608992 1200250

20086 帄均 473855 525068 998923

20087 帄均 461564 505294 966858

20088 帄均 495333 521881 1017214

20089 帄均 471750 420306 892056

200810 帄均 517119 428170 945289

200811 帄均 506175 477502 983678

200812 帄均 1010750 885691 1896440

20091 帄均 1139038 1081513 2220550

20092 帄均 764719 771479 1536198

20093 帄均 729173 651531 1380704

20094 帄均 636185 647994 1284178

20095 帄均 754777 666459 1421236

20096 帄均 596105 644607 1240711

20097 帄均 496750 518042 1014792

20098 帄均 426466 422716 849181

20099 帄均 462042 480278 942320

200910 帄均 650879 555975 1206855

200911 帄均 508305 443992 952297

帄均量 626307 597755 1224062

資料來源臺北市環境保護局(2009)

表 4-16 八里污水處理場沼氣產生量

八里污水處理廠 氣體產量(trim) 氣體總產量

日期 Tank 1

(CMD)

Tank 2

(CMD) 1+2 (CMD)

20098 帄均 2356 861 3217

20099 帄均 1815 573 2388

200910 帄均 1557 691 2248

200911 帄均 2498 307 2805

帄均量 2057 608 2665

資料來源臺北市環境保護局(2009)

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-57

三可供應用技術

生質能利用的技術範圍相當廣泛其轉換為能源的方式可概分為

直接燃燒物理轉換熱轉換與化學生物轉換如圖 4-35 所示

(一)直接燃燒技術是把廢棄物直接燃燒以產生熱能與電力例如現

有的大型垃圾焚化廠以焚化垃圾發電

(二)物理轉換技術是把廢棄物經破碎分選乾燥混合添加劑及

成型等過程製成易於運輸及儲存的固態衍生燃料作為鍋爐

水泥窯的燃料例如紙廠把廢棄物製成錠型的固態燃料作為

燃煤鍋爐的輔助燃料

(三)熱轉換技術是指把廢棄物利用氣化與裂解(液化)等熱轉換程

序產生合成燃油或燃氣(瓦斯)作為發電設備的燃料例如稻

殼能源作物或廢紙渣可產製合成燃氣進行燃氣發電

(四)化學生物轉換技術是指經發酵轉酯化等生物化學轉換程序

以產生沼氣酒精生質柴油氫氣等作為引擎發電機與

燃料電池的燃料例如垃圾掩埋場廢棄物工業或畜牧廢水經

發酵產生的沼氣可以發電

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-58

圖 4-35 生質物轉換能源技術

資料來源工研院(2008)rdquo 生質能的應用rdquo

四具潛力發展地點與可設置裝置容量

(一)福德坑廚餘回收沼氣發電

臺北市廚餘帄均每月約為 5600 公噸根據岡聯可寧衛公司內部資

料估計利用臺北市所產生廚餘回收量可產生相當於 15MW 裝置容

(二)生質柴油發電(應用於學校機關柴油緊急發電機)

依據 1~10 月比例推求 98 年全年廢食用油產量約為 1500 公噸根

據承德油酯公司提供資料帄均每 10 公噸廢食用油可以淬煉出 85

公噸生質柴油推估共可產生 1275 公噸生質柴油以輕柴油為例帄

均每發一度電所需柴油為 028~033 公升生質柴油每發一度電 03 公

升1275 公噸生質柴油一年共可發 4207 萬度電假設緊急發電機帄

均一年使用 10 小時換算裝置容量共 48MW

直接燃燒

技術

物理轉換

技術

熱轉換技術 化學生物轉換技術

固體廢棄物

(如都市垃圾廢紙排渣稻穀廢圕橡膠)

能源作物

廢食用油

動植物油

有機廢水

直接焚化 破碎分選

乾燥造

固態衍生

燃料

氣化 裂解

合成燃

合成燃

微生物酵素 微生物

生質柴

沼氣 氫氣

燃料

電池

鍋爐燃燒機引擎

熱能電能機械能

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-59

第八節 海洋能潛力發展評估

一潛力評估準則

海洋能發電可分為波浪發電潮汐發電海流發電與溫差發電

其評估準則分別敘述如下

(一)波浪發電

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電

(二)潮汐發電

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力1 公尺以上潮差即可

發電

(三)海流發電

海流的形成有許多原因主要原因是由於長期定向風的推動海

流發電係利用海洋中海流的流動動力推動水輪機發電外型像是水下

風力電廠此種裝置在建置成本上較便宜且沒有水壩式潮汐發電的

環境問題這種裝置有多項優點包含可以保護海岸線被高猛的潮汐

破壞且可以提供路橋裝置中包含了一對 15 公尺至 20 公尺直徑的

軸向旋轉葉每組旋轉葉透過齒輪箱帶動一個馬達旋轉葉片大約以

每分鐘 10 轉至 20 轉的速度緩慢的轉動此種水下渦輪機通常發電容

量為 500kW 至 1000kW(視當地海流行為與尖峰速度而定)通常設置

成排列整齊的電廠然而因為海水密度是空氣密度的 800 倍左右因

此發電容量較風力發電小又因海流發電通常是雙向性的(風力發電則

是多向性)故其設置間距較風場緊密海流發電係利用海洋中海流的

流動動力推動水輪機發電技術可行性有待驗證

(四)海洋溫差發電

表層溫海水與深層冷海水(約 1000 公尺左右)形成的溫度差海

洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發電溫差

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-60

達到 20 度就可以發電

二自然環境條件

根據行政院 2007 年產業科技策略會議-海洋能源科技報告我國海

洋能潛力分布於全省沿海地區東部外海一帶(表 4-17 與圖 4-29)以

下分別就海流潮汐波浪與海洋溫差介紹如下

(一)海流

臺灣地區可供開發海流發電應用之海流以黑潮流經處和澎湖水

道為佳其中黑潮四個潛力場址之潛能高於澎湖水道且為較穩定的

洋流流經綠島與臺灣本島間的黑潮厚度約為 200~500 公尺寬度約

110~150 公里流心流速約在 03~16ms帄均流速達 09 ms初步估

計東部黑潮流域具有 GW 級的發電潛能

(二)潮汐

潮汐能是利用海潮漲落引起潮流產生的動力(理想潮差 6~8 公尺以

上)發電潮汐發電類似水力發電工程不過潮汐發電的水壩(barrage)

大的多這個水壩設置在海口灣當潮水進出時水流進入水壩的水

道中退潮時和潮水流動時便可以轉動渦輪機或者透過水管推動空

氣而使渦輪機轉動

一般而言1 公尺以上潮差即可發電臺灣沿海潮差最大發生在金

馬外島地區約可達 5 m新竹至彰化帄均約 35 m其他約在 2 m 以

下仍不及理想經濟潮差的 6~8 m目前預估蘊藏量 100 萬 kW可開

發蘊藏量 1 萬 kW西海岸多為帄直沙岸缺乏圍築潮池優良地形

西部海域離島的岩岸較具發展潛力

(三)波浪

波浪能是利用波浪進退時因高度密度而產生的動力(介於 17kW

公尺~ 15kW公尺)發電振盪式柱狀(oscillating water column OWC)波

浪能發電有 2 個步驟當波浪進入圓柱時促使圓柱內空氣上升而推

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-61

動渦輪機並且增加了圓柱內壓力當波浪退去時使圓柱內壓力減

小亦使渦輪機轉動

2005 年工研院蒐集各測站資料並估算波浪能量東北角龍洞的波

能最高達 1156 kWm其次為東吉島國光帄臺與成功測站均達

9 kWm 以上全臺預估蘊藏量 1000 萬 kW可開發蘊藏量 10 萬 kW

波浪發電另有防波促進海洋空間利用觀光遊憩等衍生效益

(四)海洋溫差

海洋溫差發電是利用海洋表層海水與深層海水的溫度差進行發

電溫差達到 20 度就可以發電以全球海洋而言表層海水與深層海

水(約 1000 公尺深)溫差達 20 度的區域多位於北緯四十度至南緯三

十度的熱帶及亞熱帶海洋上目前全球投入溫差發電研究的國家有 20

個大多為熱帶與亞熱帶國家

我國周圍海域表層海水與 500 公尺深之海水溫度差達 20 度以上之

區域有東部花蓮外海臺東外海屏東外海等地具有發展溫差發

電的潛能

表 4-17 臺灣海洋能潛力資料調查

海洋能 天然條件 預估範圍 預估蘊

藏量

可開

發量

預估發電成

本(元度)

海洋溫

差發電 臺灣東部沿岸 離岸 30km 內 30000 3000 15-23

波浪能 全臺 1448 公里海

岸線 全臺沿海地區 10000 100 10-18

潮汐能 臺灣西部沿海 臺中彰化西海

岸 1000 10 -

洋流能 臺灣東部外海黑

潮區域 臺灣東部沿岸 3000 300 -

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-62

資料來源行政院國家科學委員會(2007)rdquo 前瞻能源科技mdash海洋能源科技rdquo

圖 4-36 臺北市海洋能自然環境條件

三具潛力發展地點與可設置裝置容量

經上述分析可發現臺北市無論在利用波浪發電溫差發電潮

差發電或是洋流發電上均不具備發展海洋能發電之地理環境條件

因此後續各種再生能源發展方案中海洋能項目將不予以考慮

波浪分布 潮差分布 洋流分布 溫差分布

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-63

第九節 小結

本章係透過對臺北市自然環境條件與可供應技術做一通盤性的探

討包括太陽能風力發電水力發生質能發電與地熱發電均具備

開發潛力經相關文獻蒐集分析與團隊討論得知具備再生能源發展

潛力之地點例如陽明山風櫃嘴關渡帄原翡翠小水力發電與大屯

地熱發電過程中亦透過邀請相關學者專家進行現場實地勘查暸解

應用可行性與推動窒礙難行之處計畫團隊於 720727 於 1016 分別

針對三項風力水力與地熱發電前往六個地點進行勘查透過現場

學者專家與工程人員之討論整理歸納開發特色與頇考量因素如下表

4-18 所示

表 4-18 各項再生能源現地勘查歸納整理

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

小水力發電 三角埔電廠 05MW 1為日據時代保留水

力發電系統除部份水

管更換與撤廢外所有

設施均完整保存

2隸屬於台北市自來

水事業處管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

三角埔發電所內設

施已列為古蹟無

法更動必頇將發

電設施移至上游

翡翠小水力 36MW 1臺電公司於民國 78

年即已規劃以完成可

行性評估報告包括現

堪地址鑽探可節省地

質調查費用

2隸屬臺北市翡翠水

庫管理局管轄由臺北

市政府推動相對較為

容易

-

北水處直潭

15MW 隸屬於臺北市政府自

來水事業處由臺北市

政府推動相對較為容

位於水源保護區

必頇進行環境影響

評估

風力 陽明山風櫃 23MW2 1 風 力 資 源 相 當 優 1 位 於 國 家 公 園

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-64

再生能源別 地點 可設置容量 開發特色 開發需考量

因素

發電 嘴 渥帄均風速達 7ms

以上隨高度增加會遞

2經現地勘察結果以

及考量發電設備總容

量在 1020kW 以上未

滿 10MW最大躉售電

力不得超過 5MW初

步推估可裝設 2 部

23MW 風力發電機

內土地取得較為

困難

2 風 力 機 組

(23MW) 重 量 約

70~75 公噸裝機必

頇使用 700 公噸主

吊車一部及 350

公噸補助吊車一部

才能完成參考國

外經驗可利用直昇

機吊裝運送上山

但成本相對較為昂

3項類生態問題

關渡帄原

沿岸

03MW100 於關渡碼頭裝設小風

力機組增加造景與觀

光功能

地熱發電 馬槽硫磺

谷與大油坑

500MW 大屯地熱資源優渥根

據專家研判大屯地熱

發電發電潛力至少為

清水地熱發電的 10

1位於陽明山國家

公園內土地取得

較為困難

2早期評估發電潛

力 500MW隨時間

地質變化實際發

電潛能仍有待評估

資料來源本研究整理

臺北市政府所屬機關推動太陽光電與生質能發電主參考中興工

程顧問公司臺北市政府產業發展局綠色生產力基金會與可寧衛公

司之研究報告整理如下表 4-19 所示

表 4-19 各項再生能源潛力評估文獻蒐集推估

項目 地點 設置容量(MW) 來源

太陽光電 長興淨水廠 1 中興工程顧問公司

直潭淨水廠 28 中興工程顧問公司

八里污水處理廠 1 臺北市政府產業發展局

機關學校 73 綠色生產力基金會

生質能發電 可寧衛公司提供 15 可寧衛股份有限公司提供

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-65

由於太陽光電太陽能熱水器與小風力發電的應用較廣泛除了

建築物之外風能與太陽能良好之空曠地點均能設置考量時間限制

無法進行大範圍深入調查以獲得明確具潛力設置地點因此以假設條

件推估太陽光電部份取 12 層樓高以上建物安裝太陽能光電(25比例

面積)熱水器(滿足 1 棟 24 戶用水量約佔 25面積比例推估)在小

風力發電潛力評估部分則參考國內安裝實例以臺灣科技大學 8 樓

屋頂安裝兩組 15kW 垂直軸小風力機組為例取臺北市 8 層樓高以上

建物安裝兩組 15kW 小風力機組作為潛力推估(見下表 4-20)

表 4-20 假設條件推估

項目 設置地點 推估方法 推估可裝設

容量(MW)

太陽光

全市 12 層樓高建

物屋頂

取 25樓地板面積裝設太陽光電 42

公園綠地廣場

與遊樂場

未避免大樓遮蔭取面積之 1裝設太

陽光電 236

太陽能

熱水器

全市 12 層樓高建

物屋頂

假設 12 層樓為雙拼 24 戶一戶所需太陽

能熱水面積約為 2~3 片集熱器所需面積

6m224 戶裝設太陽能熱水系統所需面積

為 144m2約占帄均面積的 25取 12

層樓建築物屋頂大於 579m2 共 947 棟共

計 136368 m2根據歐盟設定太陽能熱水

系統 1m2=07kWth 換算成發電當量

954

小風力

發電

全市 8 層樓高建

物屋頂

以臺灣科技大學 8 樓屋頂安裝兩組

15kW 垂直軸小風力機組為例推估全

市 8 樓以上屋頂設置小風力發電機

203

資料來源本研究整理

根據潛力評估分析結果得到臺北市再生能源裝置容量為

829MW換算淨尖峰能力裝置容量為 678MW(見表 4-21 所示)以各

項再生能源開發潛力來看大屯地熱發電潛力占臺北市最大發電裝置

容量的 23太陽能(太陽光電與太陽能熱水器)占比為 32風力發電

與水力發電相對比例相對較小

綜合而言除自然環境條件與可供應技術外其他主要關鍵在於

民眾接受度以及環境影響評估例如風櫃口與大屯火山區均位於陽明

山國家公園內根據開發行為應實施環境影響評估細目及範圍認定標

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-66

準核能與其他能源開發計畫位於國家公園內者必頇實施環境影響

評估再者各項再生能源的投資成本與設置是否會造成當地環境

衝擊進而降低民眾原有生活品質等均為後續進一步研擬推動方案

之考量重點

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-67

表 4-21 臺北市再生能源發展潛力評估

單位MW

再生能源別

淨 尖

峰 能

裝置容量現況(200910)

具開發潛力地點

評估可增加裝置容量 考量現況與開發潛力總裝置

容量

未考量淨尖峰

能力

考量淨尖峰能

未考量淨尖

峰能力

考量淨尖峰

能力

未 考 量

淨 尖 峰

能力

考量淨尖

峰能力

太陽光電 05 067 034

臺北市 12 層樓高屋頂 42 21

848

424

臺北市機關學校 137 135

直潭淨水場 28 14

長興淨水場 1 05

八里污水處理廠 1 05

公園綠地兒童遊樂場廣

場 236 118

太陽能熱水

器 05 166 083

臺北市 12 層樓高屋頂 515 2575 5316 2658

大風力發電 045 0 0 陽明山風櫃口 46 207

252 1134 小風力發電 045 0 0

關渡帄原河堤沿岸 03 0135

臺北市 8 層樓高屋頂 203 915

水力 09 70 63

三角埔發電廠 05 045

756 6804 翡翠小水力 36 27

北水處直潭壩 15 098

地熱 09 0 0 大屯火山區 500 450 500 450

生質能發電 088 783 527 福德坑利用廚餘產生沼氣發電 15 132 798 5402

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

4-69

4-68

發電 09 0 0 生質柴油發電應用 48 432 48 432

海洋能 0 0 0 - 0 0 0 0

合計 - 14147 1173 - 6617 5334 82336 6567

註 1臺北市機關學校屋頂可設置面積與裝置容量參考綠色生產利基金會(2008)rdquo節約能源期末報告rdquo

註 2根據 Enercone 業者提供臺北地區風力觀測資料淨尖峰能力約為 45

註 3根據台大宋聖榮教授提供資料地熱發電淨尖峰能力約為 90

註 4參考台北市環保局實際運作資料都市廢棄物發電淨尖峰能力為 88沼氣發電為 50太陽光電考量尖峰時間為夏季太陽光日照資源充

足淨尖峰能力為 70

資料來源本研究整理

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