【實地參訪】太陽能光電體驗營|心得記錄

透過實地考察太陽光電案場、聆聽專家座談、動手實作,以及觀摩應用場域,藉此提升對綠色能源的認識。

Peggie
Nov 25, 2023
實地參訪臺大國發所頂樓的案場

▌前言

很突然的看到這場體驗營的宣傳海報,由於一直很希望能參訪太陽能案場,因此趕緊把握機會報名參加,最後也如願錄取(很開心💛)。

寶島集團太陽能光電體驗營

▌專題講座:探索臺灣能源轉型:光電發展如何與環境共融?

空間是最昂貴也最競爭的資源!

第一場演講是由台灣環境規劃協會共同發起人暨秘書長陳郁屏發表的(好喜歡!),首先闡述有關「生態與再生能源發展矛盾」的困境。

講者以德國環境部所發起的「2050生態友善能源轉型」旗艦計畫主持人、德國萊布尼茲漢諾威大學環境規劃研究所教授馮哈倫(Christina von Haaren),於 2018 年發表的「2050年與自然共融的 100%再生能源願景」(Naturverträgliche Energieversorgung aus 100 % erneuerbaren Energien 2050 (EE100))研究報告為例做開場,針對「排除環境與社會敏感區」之下,「德國是否可達到再生能源100%的零碳願景」作說明。

「2050年與自然共融的100%再生能源願景」決策架構 (von Haaren 2019)

馮哈倫教授指出,在德國同樣會面臨支持能源轉型者,但會擔心再生能源對生態環境之衝擊,因此反對再生能源興建計畫。

這份研究結果指出,在考慮各種環境與社會敏感區域後,德國境內有約2.3%的土地被歸類為中度脆弱區,而1.5%的土地被歸類為低脆弱區。如果我們將這些區域視為主要陸域風力發展區,並充分利用德國屋頂的光電潛力,德國的總再生能源發電量有望達到1兆4080億度到1兆8910億度之間,這將遠超過研究預測的2050年時的用電需求(8180億度到1兆3000億度)。

簡而言之,德國不僅有潛力在再生能源領域實現高度的發展,並超越未來電力需求,這項研究成果確認在適當的選址下,實現與自然共融的100%再生能源願景是可行的

然而,為了要實現上述的目標,我們需要解決「能源轉型決策」與「再生能源選址程序」這兩項問題,也就是說,地方政府應提供一處方便公民討論的空間,有助於政策的推動、提升民眾的知識水準,以及加強對政策目標的了解,以消弭「再生能源發展目標」與「地方區域規劃」之間的衝突。

Photo by Nuno Marques on Unsplash

推動能源轉型不能忽略的空間錯位

我國並非能源轉型的前段班,相關概念來自於近幾年來為因應全球的趨勢變化,因此急於搭上這班開往綠色願景的列車。然而,早在許多年前,德國等國的人民便帶動國家政策、推動國家前進,德國提出能源轉型後,實際經歷過一段陣痛期,這中間也花費許多心力與時間慢慢進行改變,最終一躍而成再生能源大國。

對於我國來說,若想要盡快跟上,是必得花費許多時間與溝通成本,也需要凝聚高度的社會互信,並搭配成熟的產業供應鏈,以彌補國家政策及實地落地之間所需的差距,講者便將目前問題分為以下兩種:

  1. 時間急迫性的落差
    利害關係人之間是否已具備一定的知識?在地居民有什麼好處與影響?國際產業鏈企業面臨的自主轉型問題該如何應對?臺灣的能源有多少比例依賴進口?核能發電佔總電力多少的比例?能源三難:安全、普及、永續?
  2. 空間合理性的落差
    選址:哪裡是對的地方?對於許多違反加蓋的屋頂,若有意願加設太陽能板,會需要改建,抑或是重建?
    「農地種電」合理嗎?(「農地種電」是指地主可以自己種電,或將土地出租給光電業者種電的方式,換句話說,地主若自己種的電可自用,用不完則可以將剩餘的電售出。在 2020 年以前, 2 公頃以下的小面積光電、林地光電出現許多爭議,例如被劃為「嚴重地層下陷地區」的農地種電問題,故政府考量到農地應該以「糧食自主」為重,因此為了避免農地因光電板進駐而破碎化,便修正《農業主管機關同意農業用地變更使用審查作業要點》,現在已停止「 農地種電 」了!但其作法是進行土地所有權人變更,或是土地期滿後進行除役)

地面光電政策與重大爭議整理

這張圖與當天簡報的圖表仍有些微差異,除了未將地方主動規劃的部份圈起來之外,有關2021年、2022年上面橘色的橫幅說明部分亦須改成「經濟部農委會聯合推動魚電共生政策」。本張圖來自「【投書】解決地面型光電發展困境,應補足三大制度破網」(作者:陳郁屏)

根據上述圖片彙整的問題可以看出,政府盤點出來的優先區位,有相當比例不符合光電開發要件。2020年起,在農委會同意下,漁電共生被列為地面型光電推動的新焦點,遂喊出2025年漁電裝置達4 GW的目標,佔全國魚塭總面積四分之一,這樣的行為也引起了許多民間的擔憂,包括侵害養殖權益與破壞冬候鳥的覓食棲地等疑慮。

整體而言,我國目前對於綠能用地欠缺完善的規劃,亦至於制度架構未能提出再生能源用地供給政策背後之指導原則,使得各種開發頻頻出現國土空間使用的爭議,因此就目前的情況而言,很難解決開發量能不足的問題,也加深綠能破壞環境的負面觀感。

Photo by Chelsea on Unsplash

與自然共融的設計?

  1. 光電廠都可以做保育
  2. 半透光面降低對水體環境的干擾
  3. 雙協設計可冷卻面板的設計,提升發電效能
  4. 面板下維持開放水體,可抑制藻類滋生
Photo by Caleb Martin on Unsplash

Dual Use 土地複合利用:借鏡德國 Weesow-Willmersdorf Solar PV Park

2011 年,德國提出了國家能源轉型政策(Energiewende),宣示到 2020 年將溫室氣體排放減少 40 %(與 1990 年相比)的目標。作為歐洲最大的電業集團之一,安能集團(EnBW)積極響應德國政府的能源轉型政策。在 2013年,該集團進行了內部大幅的重組,改變了商業模式,提出了名為「2020策略」的白皮書,他們開始進行核電廠的退役,升級天然氣與電網基礎建設,同時也積極推動再生能源的發展,從而改變了傳統的發電模式。

EnBW Windenergy Offshore

除了離岸風場的開發,其他再生能源也是安能積極投入的項目,包含太陽能發電及水力發電。安能位於德國東部最大的太陽能發電廠「Weesow-Willmersdorf」,除了將是德國最大的太陽能廠以外,也預期會是德國第一個「零」再生能源補貼費用的大型太陽能發電廠。

EnBW Weesow-Willmersdorf solar park 另外,查詢相關資料發現安能集團於 2018 年加入台灣風電市場

為了近一步了解為何安能集團可以成為德國轉型的推手之一,我上網查了許多資料,其原因參考《借鏡德國能源變革,安能看好台灣發展替代能源》本篇文章分析如下:

  1. 重整原有集團的能源配置架構
    不同於其他電業集團向外併購再生能源公司或淘汰石化產業,安能選擇透過內部重組大幅改變旗下商業模式,將自身定調為「德國能源變革的引擎」。2017年,再生能源發電已佔安能電力配置組合的1/4,達26%。
  2. 核電退役
    安能擁有3個核電廠、其中包含5座核能反應爐,逐步朝向德國政府核電除役的目標。
  3. 市場上的發電來源轉向再生能源
    安能過去關掉化石燃料、核能發電,唯有在特殊時刻才提供電力。
  4. 聚焦改善電網,確保再生能源併網後的系統穩定性及可靠度
    安能亞太有限公司總經理韋名凱(Markus Wild)說,以往核能電廠24小時運轉,但再生能源不像核電發電般穩定,因此安能大幅投資,增加智慧電網建設。
  5. 全面性的再生能源轉型思考
    韋名凱認為:
    「安能的角色談不上可以給台灣建議,只能談自身的經驗。以德國的經驗來看,打造再生能源產業必須有相關配套及架構,除了有長期計劃以及健康的投資環境外,還需有擴張及改善電網的全面性思考 。」

綜上所述,我認為安能集團成為德國能源轉型推手的關鍵在於其內部能源配置的大幅重組與對再生能源的積極投資,透過核電的逐步退役、市場轉向再生能源、以及對電網的全面性思考,安能展現了對永續發展的承諾。特別是在智慧電網建設方面的大量投資,凸顯了對可再生能源的信心。

Photo by Andreas Gücklhorn on Unsplash

德國太陽光電廠結合芹菜與冬季小麥田

2018年,德國「營農型光電之高效土地資源利用實驗 (APV-RESOLA)」專案評估了康斯坦茨湖 (Lake Constance)附近的耕地上同時生產農作物與架設光電的可能性,最終該專案在五公尺高的支架上設置了194 KW的營農型光電系統,主要是用來種植冬季小麥、馬鈴薯、苜蓿與芹菜。

比較特別的是,研究團隊事先進行在地訪談,了解居民內心的真實想法,並試圖找出居民可接受光電可出現在住家附近的條件,並做出承諾不灌漿、土地可回復。

農民在架設光電之後,能維持既有的耕種作業模式,研究團隊每周追蹤環境狀況與作物成長的情形,並做紀錄,包含作物的生長高度、產量、昆蟲、微氣候等。

Agrivoltaica o cómo dar un uso más eficiente a la tierra agrícola

▌實地參訪:臺大國家發展研究所頂樓的太陽能案場

這次參訪的地點是臺大國家發展研究所頂樓的太陽能案場,為主辦單位寶島陽光公司負責的,平常的工作是開發案場、設計、採購發包、建造管理到營運維護的執行。

帶領我們前往案場的員工表示,一般來說太陽能板會朝向南方,但如果南方有屋凸的話,該如何解決這樣的困難?答案是在法規的規範下,調高太陽能板的高度,以解決角度的問題(這題我答對了哈哈)。

實地參訪臺大國發所頂樓的案場

▌動手實作:14 合 1 太陽能變形機器人組裝競賽

這部分就簡單帶過,畢竟我沒什麼做模型的經驗,基本上就是超級菜鳥,慢慢看著說明書做,當然無法在主辦單位限時的四十分鐘內完成哈哈哈。

14 合 1 太陽能變形機器人

▌專家分享:綠電買賣怎麼做?揭密臺灣綠電交易

如何確認我們使用的電力是再生能源所發的電,不是火力發電?

電=電力(以度為單位)+ 環境效益(以憑證呈現)

再生能源憑證:代表由再生電力產生之環境、社會,及其他非電力「環境屬性」的一種財產權。

綠電交易流程。 (圖片來源:國家再生能源憑證中心)

▌場域見學:太陽圖書館暨節能展示館

2011 年,臺灣汗得文化協會選擇在臺北市萬華區青年公園興建完成「臺北市太陽圖書館暨節能展示館」(Solar Library and Energy Optimized House, Solar LEO House)。

太陽圖書館採雙面透光設計,不僅可以主動產能、遮陽,加上設計與建築融為一體,館內採用「自然塗料」,所含的原料都來自100%天然植物、礦物性物質,不含揮發性溶劑。相較於台北市首座綠建築圖書館 — 市圖北投分館,這座位於青年公園內的「太陽圖書館」,儘管規模較小,也沒有很特殊、很華麗的外觀與室內設計,而是多了一份親切感、一份恰好的舒適感。

青年公園內的「太陽圖書館暨節能展示館」及講座分享

▌心得

雖然說我國目前對於再生能源轉型的政策仍舊欠缺全方位的規劃、相關法案也不夠完整,也沒有足夠的配套措施,但在這趟體驗營中,我接觸到德國安能集團 Weesow-Willmersdorf 案例等,開啟我對光電與自然融合更多的認識與想像。

我認為這趟體驗營不論是在理論知識、實地參訪、場域學習,或是實際動手的各個環節上,都讓我受益匪淺,期望未來能有更多機會深入了解國內外的太陽能案場,透過實地考察走訪的方式,實際接觸、提升我們的視野,也讓理論知識更貼近實際應用。

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