綠能節電 | 設置水力發電系統

【共26項行動項目】

舉凡一切與再生能源、建築節能以及設備節能相關之議題,均可歸類於綠能節電面向。其中再生能源則指理論上能取之不盡,用之不竭的天然資源,且同時取得的過程中不會產生污染物並能在極短時間內再生的特性;建築節能係將節能減碳之理念融入建築設計中的概念,包含加強室內採光、通風、空調、綠化措施等,以達成建築物節能之效果;設備節能則是指藉由採用高效能之設備,例如燈具與家用電器等,使運轉、維護管理時所消耗的能量最小化。

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新北市

執行主體:【縣市】、實施區域:【縣市】
一、背景說明

    (一) 專案類型:開發專案
    (二) 行動項目機能面向:再生能源
    (三) 行動項目主題:小型水力發電推廣行動
    (四) 行動項目執行層級:縣市層級





    隨著高能源價格時代的來臨,原油價格日益高漲,連帶煤氣、天然氣等化石燃料受到影響,因此新一波能源危機隱然若現,加上面對能源使用增加、石化能源枯竭及綠色環保意識抬頭,尤其國際經歷東京電力福島第一核電廠事故之後,再生能源使用比例之提升已然成為世界各國面臨之重要課題。
    再生能源包含太陽能、太陽光電、風力、水力、生質能、…等,其中水力發電是技術最成熟且能在最短時間內可具有較大的功效,然國內較大型且容易開發之水力發電廠址已甚少,且又涉及水權、環境保護等問題使其開發不易,唯有小水力發電因其僅利用些微的水位落差即可產生電力,在技術與成本,或在建置與推廣上均有相當的優勢,此外台灣地區年平均降雨量約2,500公厘,大小河川及灌溉、排水渠道綿密,水利事業供排水渠道設施遍佈,水力資源豐富,大型水力建設相當不易,且大規模開發易破壞地形地貌及生態資源,因此小型水力發電之利用實為未來發展之重要項目。





二、工作內容與方法
  1. 作業內容暨執行方法
     

    承前所述,國內現今因地理環境因素,可供興建大型水庫與水力發電之區位有限,其中較具規模及經濟性的場址大多已開發利用,而為積極開發及推廣國內水力發電之應用,建議可朝向兩種不同之開發模式,一者為宣導教育類型,環境教育功能為主,電力提供為輔,故設置地點須以民眾容易親近為前提,且設置同時須考量景觀以及生態等其他綜合性的教育目的;再者為實質供電類型,開發廠址須具開發潛力且可穩定供應之再生能源,電力提供為主,環境教育功能為輔,故設置區位須具備有穩定之發電水源,無論是水量或是水頭高度差,以及廠址須具有施工可行性及成本回收效益等經濟可行性,以利後續運作及維護之執行。

    本行動項目係以模式二實質供電類型進行構思,期盼在新北市境內找尋具備開發潛力且可穩定供應之水力再生能源廠址。新北市幅員廣大,人口眾多,產業密集,境內無論是人口數或是登記事業數均為全國各縣市之冠,公共污水及事業廢水產生量自然也相較其他縣市來得多,而新北市境內也設置了公共污水處理廠以及工業區聯合污水處理廠,以收集處理前述對象產生之廢()水量,這些污水處理廠,正是新北市境內最具有穩定供應開發能量之廠址。於此本行動項目即以前述之污水處理廠為評估對象,研擬設置可行方案並評估實際執行後再生能源之回收效益及減碳效益,更期望能將新北市成功案例推廣至各縣市作為推動之參考依據,以下針對相關工作內容說明如后。

    (一)                規劃污水處理廠示範場址評估流程

    小型水力發電示範場址規劃設計時之基本考慮,應包含如何有效利用場址之優勢地理條件和地形環境,在不影響污水處理廠正常營運操作前提下,依不同的處理規模及程序,將小型水力發電設施功能、操維動線、示範效益等融合於整廠空間,而構築一安全、優質之小型水力發電示範場所。本小型水力發電推動計畫依據選址評估序列流程圖(如圖1所示)篩選方式,融合各種影響因子,以評選優先場址。

    1 場址評估序列流程圖

    (二)                蒐集新北市8處污水處理廠之背景資料調查

    現今新北市境內設置之公共污水處理廠以及工業區聯合污水處理廠均為既設之廠址,當初興建時均無考量於放流水端設置水力發電機組,因此在工程施作可行性大多需要進行更進一步之評估。由於水力發電關鍵因子為水量多寡與水頭高度,缺一不可,故將蒐集8處污水處理廠背景資料,並進行後續綜合分析作業,分析項目至少應包括廢()水處理量、廢()水排放量、處理流程、處理單元設備、用電量等,評估污水廠作為小型水力發電的潛力。

    (三)                污水廠實地勘察作業

    本階段除進行污水廠實地勘察作業外,亦須確認書面資料提供資訊之正確性外,應蒐集並建立污水廠小型水力發電可行性評估因子,以及處理單元設備節能評估因子,蒐集項目至少應包含污水廠放流池(槽)設置方式、污水廠放流水池(槽)常態水位高度、污水廠承受水體常態水位高度、發電設備可行之設置區位、高能耗設備單元現行操作模式與頻率、適用之銜接設備區位、重點處理單元進出流水質資料等,以掌握污水廠小型水力發電可行性。

    (四)    蒐集小型水力發電示範場址可行性因子評估

    選址是小型水力示範場址成敗相當重要的關鍵問題,在目標確立後,正確的選址便成為設施設置進行的第一步驟,審慎的選擇將有助於計畫之執行,將阻力降至最低,整體而言,除可確保預期之效益,亦可開拓未來之發展與擴充。

    本計畫依據不同評估因子評估新北市污水處理廠之小型水力發電設置最適示範場址,包括:取得用地使用/設施建設、環境背景、維護運轉、鄰接空間、法規適用等五個要因面向(如圖2所示),本計畫由各面向以作為選擇設置小型水力發電示範場址建置之參考依據,相關評估項目說明如后:

    A. 用地使用因素

    取得用地使用/設施建設權難易度

    於選址過程須明確瞭解各場址所轄之管理單位及其執行權限。爰此,以較易取得用地使用,同時可高度配合設施建設者,可獲得較高分數。例如用地所有權單位與建置單位屬同一行政單位轄下者較不同行政單位轄下者可獲得較高分數。

    設施興建難易度

    每個廠址之放流方式及放流設施皆不同,例如放流渠為明渠,於水力發電設施興建上比較容易,可獲得較高分數。另若污水廠係採泵方式放流,為避免影響既設放流泵功能及操作運維,該類廠址得分數較低。

    B. 環境背景因素

    a.坡降地形

    自然坡降地勢越大,較可能取得較大水頭差,將可獲得較大發電量,對效益評估影響很大,故廠址可獲得較大水頭差者可獲得較高分數。

    b.水文

    水力發電設施考量避免遭洪水波及,因此廠址位於洪氾淹水潛勢地區者將獲得較低分數。

    C. 維護運轉因素

    a.水資源利用及運轉操作

    主要考量污水廠之廢(污)水排放量是否穩定及充沛、是否足夠供應小型水力發電設施進行穩定操作運轉;水量流速愈高,其發電潛能愈高,對效益評估影響很大,故廠址可獲得較大水量者,可獲得較高分數。

    b.設備維修與緊急應變措施

    若放流渠為明渠,於水力發電設施操作維護上比較容易,可獲得較高分數。另若水力發電設施距離污水廠操維人員工作地點越近者,維修與緊急應變較為容易,亦可獲得較高分數。

    D. 鄰接空間因素

    a.聯外交通

    鄰接便捷的道路,無論是小型水力發電設施施工過程中的方便性,或是完成之後維護與服務的等級,對於未有通路或是路途偏遠耗時之場址,將獲得較低分數。

    b.排放管路

    小型水力發電設施本身毗鄰放流井處是較佳選擇,污水廠採重力放流者將獲得較高分數。

    E. 法規適用因素

    由於既設污水廠如新增一發電機組於放流槽或是放流管線中,可能涉及放流設施尺寸變更或是新增放流口之情形,此一狀況涉及水污染防治法所指之變更,或設置水力發電機設施需使用到河川用地則與水利法規相關,為確保工程施作不與既有法規相牴觸,若不涉及法規可獲得較高分數。

    (五)    規劃小型水力發電示範場址可行性因子綜合評估方式

    小型水力發電示範場址可行性因子之各種層面的分析已介紹於前,然各評估項目之間均有其優劣之處,必須思考統合不同的層面,透過客觀量化及評估之方法來加以篩選最適之設置場址。

    本計畫建議以多準則決策(Multi Criteria Decision Making, MCDM)中常用之層級分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP),構建方案評選之層級化,並透過各評估準則之相對權重後以加權總和法(Simple Additive Weighting, SAW)來進行小型水力發電示範場址之評選。

    多準則決策(MCDM)是一種應用於可行性方案評估之有效工具,能避免由單一方向考量,而在多個可能相衝突的準則中取捨。多準則決策早期多應用於管理科學,發展至今亦廣泛利用於環境規劃管理或工程規劃管理等領域,而由於適用範圍之差異,伴隨發展出各種應用方法。本計畫利用層級分析法(AHP)與加權總和法(SAW)評估小型水力發電示範場址之最佳方案。以下介紹層級分析法及加權總合法:

    A. 層級分析法(AHP)

    層級分析法是Saaty1971年所發展的決策模式,目的是將複雜的問題系統化,以層次的架構,將量化與非量化同時考慮,匯集專家之經驗,成對比較各評估要素間的相對權重,得到各評估要素間相對權重的大小。

    層級分析法操作步驟與內容包括:

    a.決策評估要素

    列舉決策時可能遭遇問題之評估要素,列舉方式可由文獻回顧及腦力激盪方式決定。

    b.建構層級關係

    層級結構將複雜問題劃分為較為簡明的各層次,層級之結構視欲分析問題之複雜度而定,但每一層級包含之要素不應超過七個,最少為三層。

    B. 加權總和法(SAW)

    加權總和法是多準則評估中最常用的方法,其計算步驟如下:

    a.計算各評選方案之加權績效值

    其中

    b.根據Si之大小,來對各個方案進行排序,其值愈大者,表示方案之偏好愈高。

    (六)    設置小型水力發電最適示範場址之評估量化

    A. 列舉決策要素、建構層級關係

    本計畫為小型水力發電設置最適示範場址評估量化,首先列舉可能影響決策之要素,經參考文獻資料與本計畫規劃決定出主要為取得用地使用/設施建設、環境背景、維護運轉、鄰接空間、法規適用等五個要因面向及10個評估項目要素。其相關各層面評估項目及權重分配如圖2所示。

    圖2、 各層面評估項目及權重分配圖

    B. 決定各方案績效值及評估結果分析

    綜合以上說明,將10個評估項目之評分準則彙整如表1,計畫即將所述各評估條件中之各項目組成一組相互比較,每對評估項目認為較重要者給予較高評分(3分),反之則給予較低評分(1分),根據此一評估方法,將各候選計畫場址依彙整資料結果之要因、調查項目及權重比例等項目列表,小型水力發電示範場址評分排序成果如表2所示。

    表1、 小型水力示範場址之評估因素彙整表

    序號

    選址要因

    評估項目

    評分準則

    1

    取得用地使用/興建難易度

    10

    取得用地使用/設施建設權難易度(7%)

    3

    a. 取得用地使用/設施建設權容易

    2

    b. 取得用地使用/設施建設權普通

    1

    c. 取得用地使用/設施建設權困難

    2

    設施興建難易度(3%)

    3

    a. 興建簡易

    2

    b. 興建普通

    1

    c. 興建困難

    3

    環境背景(40

    坡降地形

    30%)

    3

    a. 坡降地形極佳,放流水位高差>3m

    2

    b. 坡降地形稍佳,放流水位高差<1~3m

    1

    c. 坡降地形過低,放流水位高差<1m

    4

    水文(10%)

    3

    a. 水文變化極穩定

    2

    b. 水文變化穩定

    1

    c. 水文變化劇烈

    5

    維護運轉(40

    水資源利用及運轉操作

    20%)

    3

    a. 水量>10,000 CMD

    2

    b. 水量介於 5,000~10,000 CMD之間

    1

    c. 水量<5,000 CMD

    6

    設備維修與緊急應變措施

    20%)

    3

    a. 廠界內,派專員定期維修管理簡易

    2

    b. 廠界內,維修管理普通

    1

    c. 廠界外,無管理權責、維修管理困難

    7

    鄰接空間(5

    聯外交通

    1%)

    3

    a. 毗鄰市區道路

    2

    b. 鄰接計畫道路

    1

    c. 鄰接偏遠山區道路

    8

    排放管路

    4%)

    3

    a. 放流採重力排水

    2

    b. 利用放流泵依放流槽水位高度控制啟動

    1

    c. 以海洋放流管方式放流

    9

    法規適用(5

    水利法規

    2.5%)

    3

    a. 不涉及法規

    2

    b. 依現有規定協調申辦即可

    1

    c. 申辦困難

    10

    環保法規

    2.5%)

    3

    a. 不涉及法規

    2

    b. 依現有規定協調申辦即可

    1

    c. 申辦困難


    表2、 小型水力發電示範場址評分排序成果表

    序號

    評估指標

    評估項目

    權重

    比例

    土城工業區污水處理廠

    新北產業園區污水下水道

    林口特定區(工二)工業區臨時應急污水廠

    臺北水源特定區污水下水道系統(新烏地區)

    臺北水源特定區翡翠水庫上游污水下水道系統

    新北市淡水地區污水處理廠

    淡水河系污水下水道系統

    新北市林口水資源回收中心

    1

    取得用地使用/設施建設權(10%)

    取得用地使用/設施建設權難易度

    7

    2

    2

    2

    2

    2

    1

    2

    3

    2

    設施興建難易度

    3

    2

    2

    1

    1

    1

    2

    1

    3

    權重得分小計

    0.20

    0.20

    0.17

    0.17

    0.17

    0.13

    0.17

    0.30

    3

    環境背景(40%)

    坡降地形

    30

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    3

    4

    水文

    10

    2

    2

    3

    3

    3

    1

    1

    3

    權重得分小計

    0.50

    0.50

    0.60

    0.60

    0.60

    0.40

    0.40

    1.20

    5

    維護運轉(40%)

    水資源利用及運轉操作

    20

    2

    2

    1

    1

    1

    3

    3

    2

    6

    設備維修與緊急應變措施

    20

    1

    2

    1

    1

    1

    1

    1

    3

    權重得分小計

    0.60

    0.80

    0.40

    0.40

    0.40

    0.80

    0.80

    1.00

    7

    鄰接空間

    5%)

    聯外交通

    1

    3

    3

    3

    1

    1

    2

    2

    3

    8

    收集及排放管路

    4

    3

    3

    2

    2

    2

    3

    1

    3

    權重得分小計

    0.15

    0.15

    0.11

    0.09

    0.09

    0.14

    0.06

    0.15

    9

    法規適用

    5%)

    水利法規

    2.5

    2

    2

    1

    1

    1

    1

    1

    3

    10

    環保法規

    2.5

    2

    2

    1

    1

    1

    1

    1

    3

    權重得分小計

    0.10

    0.10

    0.05

    0.05

    0.05

    0.05

    0.05

    0.15

    綜合得分

    1.55

    1.75

    1.33

    1.31

    1.31

    1.52

    1.48

    2.80

    評選排序

    3

    2

    6

    7

    7

    4

    5

    1

    備註:1. 評分標準依表1準則評分。

    2. 權重得分=權重比例*評分。

    3. 綜合得分=各權重得分加總。綜合得分滿分為3分。

    4. 綜合得分最高者序位為第1位,為優先選擇之廠址


    (七)    小型水力發電示範場址之設置規劃設計:

    A.水力發電機選用

    水力發電機組的選擇是根據水力發電站流量、落差參照機組特性進行選取,水工設施則依照地點地形特性及水力發電機需求進行設計,本計畫水力發電機預定設置於林口水資源回收中心既設放流渠道內,考量放置處需避免位於易淹水區域,故以設備位於水頭上游之低水頭高流量之反力式水輪機較適合。

    目前水力發電機採用小時變化之低流量180 CMH (50 L/sec)為操作流量,多餘水量仍可由新設渠道溢流至既設渠道內,並經既設渠道內引水管旁流至砂濾池三級處理後供廠內回收使用(以既設電動閘門擋水升高水位後取水)或不回收逕行排放,經過發電機發電之水亦排回原既設渠道,經過既設巴歇爾量水堰後再放流,維持污水廠放流順暢現況及取樣計量方式。此舉亦有利於維持該廠原設計之三級砂濾池之取水處理及污水回收再利用,避免全部污水皆用於發電則因發電機洩水管位於回收水取水管之後方,會無法取得污水回收再利用。

    B.附屬設施及工法

    考量林口水資源回收中心全期設計污水量達到之目標年較久,因此建議於該廠第二期工程施作時再依屆時技術發展狀況將該期小水力發電系統一併納入設計中。林口水資源回收中心設置小水力發電設施之配置,考量水質之可能影響,新設渠道採用不銹鋼材質,並於渠道進流水處裝設攔污設施,降低發電機組損壞。操維平台下設置防護網,維修時則採用臨時爬梯進入平台。

    本場址小水力發電設施電力系統架構,其中水力發電控制器主要功能為使輸出電壓穩定,並控制本系統迴路之自動操作功能;水力發電交直流轉換、市電併聯器為直交流轉換之用;併電網電控之切換保護開關是為避免台電維修或水力發電機維修時,保護維修人員避免觸電之用;水力自動卸載控制器為市電維修時用於卸載水力發電之電量。

    本計畫工法包括架構引水渠道、水力發電機組、配線配管、電力系統控制器裝設、軟硬體安裝、調機、連動電力系統、系統測試等。而發電機安裝完畢後,於放水試機時可待幾分鐘後看尾水管有無氣泡排出,如有氣泡,應停機檢查改善。機組安裝後先經測試,在電機旁以及到達使用設備處分別測量電壓,調試合適及運轉正常後才能使用,避免損壞用電設備。

    本計畫將以市電並聯型規劃。參考國內既有小水力發電設置案例,產出電力經評估主要使用於鄰近之加藥機房內照明系統(目前係全天開燈)。加藥機房照明系統之用電量估計約6 kW,以實際可用發電量420 W計算約占7 %,未來擴建後,以實際發電量2.1 kW計算,約占35 %。若未來該機房照明系統可改為LED節能燈管,則本水力發電實際發電量即可供應該系統之用電量100%

    C.設置成本與設備自償年限

    本計畫設置小水力發電機組之保固期5。而考量小型水力發電設備之維護、保養以及永續發展,擬請水利局協助委由污水廠代操作廠商現有人力資源進行管理,維護成本依系統設備耗品及補充潤滑油品估計約5,000/(不含人力成本及設備異常損壞成本)。其設備自償年限說明如下:

    a.依林口水資源回收中心1037月用電量183,500度,電費630,501元,平均電費以3.5/度估算。水力發電主要提供廠內照明自用,以每日運轉24小時,現階段依實際可用發電量估算節省電費約為1kW* 42 %*24h*365*3.5=12,877/年。

    b.未來進流水量增至污水廠設計量時可擴充至標稱功率為5 kW的發電機,則依實際可用發電量估算節省電費約為5kW* 42 %*24h*365*3.5=64,386/年。

    c.以引水渠道使用25年,並預期五年內進流水量可增至污水廠設計量而擴充發電機功率,則設備自償年限估算,約22年。而由於每個場址所需渠道及展示板費用差異甚大,故不含渠道及展示板費用之設備自償年限估算,約13年。

    d.25年操作估算,含未來擴增標稱功率為5 kW的發電機之總設置成本為1,150,000元,加維護成本共1,275,000元,總發電量294,336度,則換算發一度電之平均成本約4.3元。

    D.效益評估及配套誘因機制

    本小水力發電示範場址目前產出電力因林口水資源回收中心進流水量尚低,因此欲維持穩定發電之可發電量較小,產出的電主要將使用於鄰近之加藥機房內照明系統(目前係全天開燈),惟本計畫於新設渠道之設計已考量未來進廠水量逐漸增加之趨勢,故可容納本廠的設計處理量,並於新設操作維護平台預留未來渠道末段擴建之空間,因此未來可視進廠水量實際漸增之趨勢再適時考量增設發電機,或改用較大發電量之發電機,以獲得更大的發電量。

    若以第一期設計處理量23,000 CMD估算,未來增設發電機後之總額定發電量可達5 kW (需水量21,600 CMD即可,且不需再重設整段取水渠道),並考量其他損耗因子估計實際可用發電量為42%,即2.1 kW,估算節省電費約為64,386/年,此配套誘因機制可縮減整體設備自償年限,提高整體效益。

    此外,本計畫除了評估示範小水力發電發展的可行性,並藉由本示範場址水力發電運轉展示,以及示範宣導看板顯示發電原理及示意圖等,可為民眾帶來環境永續的教育意義,並激發產業界投入本「再生能源」的研發意願,故亦具備後續小水力發電設施推廣應用之宣導效益。

     


  2. 法規制度暨配套方案
    (一)行政院通過之「永續能源政策綱領」說明

    1.政策目標-「能源、環保與經濟」三贏

    永續能源發展應兼顧「能源安全」、「經濟發展」與「環境保護」,以滿足未來世代發展的需要。台灣自然資源不足,環境承載有限,永續能源政策 應將有限資源作有「效率」的使用,開發對環境友善的「潔淨」能源,與確保持續「穩定」的能源供應,以創造跨世代能源、環保與經濟三贏願景。

    (1)提高能源效率:

    未來8年每年提高能源效率2%以上,使能源密集度於2015年較2005年下降20%以上;並藉由技術突破及配套措施,2025年下降50%以上。

    (2)發展潔淨能源:

    A.全國二氧化碳排放減量,於2016年至2020年間回到2008年排放量,於2025年回到2000年排放量。

    B.發電系統中低碳能源占比由40%增加至2025年的55%以上。

    (3)確保能源供應穩定:

    建立滿足未來4年經濟成長6%2015年每人年均所得達3萬美元經濟發展目標的能源安全供應系統。

    2.政策原則-「二高二低」

    永續能源政策的基本原則將建構「高效率」、「高價值」、「低排放」及「低依賴」二高二低的能源消費型態與能源供應系統:

    (1)「高效率」:提高能源使用與生產效率。
    (2)
    「高價值」:增加能源利用的附加價值。
    (3)
    「低排放」:追求低碳與低污染能源供給與消費方式。
    (4)
    「低依賴」:降低對化石能源與進口能源的依存度。

    3.政策綱領-「淨源節流」

    永續能源政策的推動綱領,將由能源供應面的「淨源」與能源需求面的「節流」做起。

    (1)在「淨源」方面,推動能源結構改造與效率提升:

    A.積極發展無碳再生能源,有效運用再生能源開發潛力,於2025年占發電系統的8%以上。

    B.增加低碳天然氣使用,於2025年占發電系統的25%以上。

    C.促進能源多元化,將核能作為無碳能源的選項。

    D.加速電廠的汰舊換新,訂定電廠整體效率提升計畫,並要求新電廠達全球最佳可行發電轉換效率水準。

    E.透過國際共同研發,引進淨煤技術及發展碳捕捉與封存,降低發電系統的碳排放。

    F.促使能源價格合理化,短期能源價格反映內部成本,中長期以漸進方式合理反映外部成本。

    (2)在「節流」方面,推動各部門的實質節能減碳措施:

    A.產業部門:

    a.促使產業結構朝高附加價值及低耗能方向調整,使單位產值碳排放密集度於2025年下降30%以上。

    b.核配企業碳排放額度,賦予減碳責任,促使企業加強推動節能減碳產銷系統。

    c.輔導中小企業提高節能減碳能力,建立誘因措施及管理機制,鼓勵清潔生產應用。

    d.獎勵推廣節能減碳及再生能源等綠色能源產業,創造新的能源經濟。

    B.運輸部門:

    a.建構便捷大眾運輸網,紓緩汽機車使用與成長。

    b.建構「智慧型運輸系統」,提供即時交通資訊,強化交通管理功能。

    c.建立人本導向,綠色運具為主之都市交通環境。

    d.提升私人運具新車效率水準,於2015年提高25%

    C.住商部門:

    a.強化都市整體規劃,推動都市綠化造林,建構低碳城市。

    b.推動「低碳節能綠建築」,全面推行新建建築物之外殼與空調系統節能設計與管理。

    c.提升各類用電器具能源效率,於2011年提高10%~70%2015年再進一步提高標準,並推廣高效率產品。

    d.推動節能照明革命,推廣各類傳統照明器具汰換為省能20~90%之高效率產品。

    D.政府部門:

    a.推動政府機關學校未來一年用電用油負成長,並以2015年累計節約7%為目標。

    b.政策規劃應具有「碳中和(Carbon Neutral)」概念,以預防、預警和篩選原則進行碳管理。

    E.社會大眾:

    a.推動全民節能減碳運動,宣導全民朝「一人一天減少一公斤碳足跡」努力。

    b.從中央、地方政府到鄉鎮村里,自機關學校到企業及民間團體,發揮組織動員能量,推動無碳消費習慣,建構低碳及循環型社會。

    (3)建構完整的法規基礎與相關機制:

    A.法規基礎:

    a.推動「溫室氣體減量法」完成立法,建構溫室氣體減量能力並進行實質減量;

    b.推動「再生能源發展條例」完成立法,發展潔淨能源;

    c.研擬「能源稅條例」並推動立法,反應能源外部成本;

    d.修正「能源管理法」,有效推動節能措施。

    B.配套機制:

    a.建立公平、效率及開放的能源市場,促使能源市場逐步自由化,消除市場進入障礙,提供更優質的能源服務。

    b.規劃碳權交易及設置減碳基金,輔導產業以「造林植草」或其他減碳節能方案取得減量額度;推動參與國際減碳機制,透過國際合作加強我國減量能量。

    c.能源相關研究經費4 年內由每年50 億元倍增至100 億元,提升科技研發能量。

    d.紮根節能減碳環境教育,推動全民教育宣導及永續綠校園。

    4.後續推動

    (1)各部門依據本綱領項目,擬定具體行動計畫,並訂定各工作項目量化目標據以推動。

    (2)各部門行動計畫,應訂定部門節能減碳績效額度,以達成全國二氧化碳排放減量目標。

    (3)訂定追蹤管考機制,定期檢討執行成果與做法,以實現整體節能減碳目標。

    (二) 再生能源相關法規涉及水力發電設備部分條文之說明

    法規

    條文

    內容

    再生能源發展條例

    3

    本條例用詞,定義如下:

    一、再生能源:指太陽能、生質能、地熱能、海洋能、風力、非抽蓄式水力、國內一般廢棄物與一般事業廢棄物等直接利用或經處理所產生之能源,或其他經中央主管機關認定可永續利用之能源。

    五、川流式水力:指利用圳路之自然水量與落差之水力發電系統。....

    4

    中央主管機關為推廣設置再生能源發電設備,應考量我國氣候環境、用電需求特性與各類別再生能源之經濟效益、技術發展及其他因素。

    經中央主管機關認定之再生能源發電設備,應適用本條例有關併聯、躉購之規定。

    前項再生能源發電設備之能源類別、裝置容量、查核方式、認定程序及其他應遵行事項之辦法,由中央主管機關定之。

    5

    設置利用再生能源之自用發電設備,其裝置容量不及五百瓩者,不受電業法第九十七條、第九十八條、第一百條、第一百零一條及第一百零三條規定之限制。

    11

    對於具發展潛力之再生能源發電設備,於技術發展初期階段,中央主管機關得基於示範之目的,於一定期間內,給予相關獎勵。

    17

    設置再生能源發電、利用系統及相關設施,依不同設施特性,就其裝置容量、高度或面積未達一定規模者,免依建築法規定請領雜項執照。

    前項關於免請領雜項執照之設備容量、高度或面積標準,由中央主管機關會同中央建築主管機關定之。

    再生能源發電設備設置管理辦法

    3

    本辦法用詞定義如下:

    八、川流式水力發電設備:指利用圳路之自然水量與落差之水力能,轉換為電能之發電設備。

    九、圳路:指灌溉水渠或其他用途之水流渠道。

    4

    下列發電設備總裝置容量在一瓩以上且屬定置型者,於設置前得認定為再生能源發電設備:

    四、川流式水力發電設備。

    6

        申請人申請再生能源發電設備同意備案,應填具申請表(格式如附件一),並按設備型別及使用能源種類,分別檢附下列文件:

    四、川流式水力發電設備:農田水利會或水利主管機關出具之圳路使用同

    意函或其他證明文件。但由農田水利會或水利主管機關提出申請認定者,不在此限。

    7

    前條申請案經審查通過,並依第五條規定獲得年度裝置容量分配者,中央

    主管機關應發給同意備案文件;其記載事項如下:

    一、申請人名稱。

    二、再生能源發電設備型別及使用能源。

    三、計畫設置之發電設備數量、總裝置容量及設置場址。

    四、其他依法應履行之事項。

    前項審查,必要時中央主管機關得邀集有關機關(構)代表及學者、專家開會審查。

    第一項第一款至第三款記載事項,不得變更。但有正當理由且經中央主管機關核准者,不在此限。

    前條申請案未獲得年度裝置容量分配者,中央主管機關應駁回其申請。

    8    

    再生能源發電設備經中央主管機關依前條規定同意備案者,其應於同意備案有效期限內與經營電力網之電業辦理簽約。

    前項同意備案有效期限,太陽光電發電設備為自同意備案之日起二個月;其他再生能源發電設備為自同意備案之日起一年。

    經營電力網之電業所設置之再生能源發電設備,以中央主管機關發給同意備案文件日,視為本條例第八條第三項規定之簽訂契約日。

    無需與經營電力網之電業簽約躉購電能之同意備案者,得免與經營電力網之電業簽約;惟基於供電安全、可靠度及電力品質考量,設備併聯及運轉仍需符合電業法及本條例相關規定。

     



  3. 參與執行單位暨作業人力配置
    為有效推廣小型水力發電設備推動,可藉由學校組織或遊憩區管理委員力量進行運作,並徵詢合作意願之後共同推動,為了解整體運作狀況,可透過專家諮詢會之召開進行意見交流,以其順利推動。 
三、執行期程與經費

     

    本行動項目短期規劃3項工作內容,分別為「污水廠背景資料蒐集彙整與現地調查」、「小型水力發電技術與設置可行性資料蒐集與分析」、「發電量評估與財務自償性分析」,相關規劃推動期程如表5所示:


     

    5、小型水力發電推動計畫(污水廠放流類型)工作期程

    工作內容項目

    年別

    103

    月份

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    污水處理廠背景資料蒐集,並進行後續綜合分析作業

    污水廠實地勘察作業,蒐集並進行可行性因子評估

    污水廠發電設備設置成本及節能效益評估,財務自償性計算分析

    2.作業經費需求概算

    本行動項目推行計畫之工作項目執行總經費需求如下表所示,各項工作執行經費概算約新台幣2,000,000元整。

    科目/項目

    單位

    單價

    數量

    金額

      

    規劃小型水力發電再生能源(廢水場)

    400,000

    1

    400,000

    蒐集新北市境內污水處理廠相關背景資料,擇至少1處進行設置成本估算,並撰寫細部規劃(如發電機組種類、附屬設施及工法、設置成本與所需期程、發電功率與年發電量估計、設備自償年限等)

    建置小型水力發電再生能源示範廢水場

    1,600,000

    1

    1,600,000

    建置小型水力發電再生能源示範廢水場(含施工圖繪製、軟硬體安裝、配線配管及系統測試)

    總計

    2,000,000


四、成效分析與建議
     

    本計畫係針對污水廠設置進行評估之專案計劃,後續設置及維護費用將另案編列,故並無實質減碳之效益,但透過本計畫專案針對具有發展小水力發電再生能源以及設備節能調整之污水廠進行現場勘查,過程中執行「污水處理廠背景資料蒐集,並進行後續綜合分析作業」;「污水廠實地勘察作業,蒐集並進行可行性因子評估」;以及「污水廠發電設備設置成本及節能效益評估,財務自償性計算分析」等工作項目有效了解新北市境內污水廠之現況,達到下列效益:

    一、 實際掌握新北市境內污水廠再生能源水力發電潛能

    二、    確認評估新北市境內污水廠操作處理節能可行性

    三、    示範並推廣設置小型水力發電以及處理設施節能診斷

    1.執行困難暨解決方案

    執行層面

    作業困難點

    解決方案

    作業能力(技術)

    1. 既有污水廠空間規劃彈性較小。

    2. 既有污水廠水頭高程差彈性較小。

    3. 既有污水廠施工過程將對於污水廠營運造成影響。

    建議實務執行中透過完善之資料蒐集,確實進行現場勘查,邀請專家與技術廠商會同參與之作法,有效提升評估完整細,以利未來規劃設計與工程施作過程順利進行。

    制度規劃(法制)

    小型水力發電尚無相關補貼或獎勵制度,且非川流式水力發電並非臺電躉購電力之對象,故財務回饋來源僅為自用,對於地方縣市而言,推動上恐較缺乏經濟誘因。

    建議擬定相關補助政策以利後續推廣

    經費需求(資源)

    本計畫係針對設置可行性進行評估之專案計劃,後續設置及維護費用將另案編列,惟因污水廠設置水力發電設施涉及之主管機關眾多,恐無明確申請對象。

    建議由共同出資方式減輕各主管機關之行政資源支出。


    2.未來建議

    (一)        技術可行性

    國內現階段水力發電廠共十一所,總設置容量為4541.607MW,因為地理環境因素,可供興建大型水庫與水力發電之區位有限且大多已開發利用,為了持續開拓潔淨之再生能源,勢必開發更適合用於滴水投或是低水量之水力發電技術。

    (二)        財務自償性

    A.   研擬補助辦法:未來可研擬小型水力發電推廣相關補助辦法,增進小型水力發電推廣誘因。

    B.        納入新興廠址必要措施:水力發電現今技術已屬純熟,惟污水廠工程施作上當初並未考量此一因素,大多僅針對後續擴充處理單元所需場地進行規劃,未來隨著公共污水納管率之提升,公共污水廠將逐漸興建,可考量限定排放水量大於特定門檻之污水下水道系統(甚至事業對象)須進行可行性評估,具設置可行性者須加裝水力發電設施,提升再生能源之擴大發展應用。

    (三)        複製推廣性

    透過宣傳推廣模式,增強公民營共投同入機制,未來可透過公開說明會以及其他媒體宣傳模式,將相關訊息提供新北市境內廢水排放量較大之事業單位進行參考與效法,鼓勵公民營機構共同創造綠色能源,減少不必要能源消耗。

     

五、評等得分之要求
     

    本行動項目執行規劃「污水處理廠背景資料蒐集,並進行後續綜合分析作業」;「污水廠實地勘察作業,蒐集並進行可行性因子評估」;以及「污水廠發電設備設置成本及節能效益評估,財務自償性計算分析」等三個查核要點,如表6所示。

    6、小型水力發電推動計畫工作重點說明

    查核點

    預定

    完成時間

    查核點

    內容說明

    污水處理廠背景資料蒐集,並進行後續綜合分析作業

    1037

    1.      掌握污水廠重點影響因子

    2.      掌握污水廠設置意願

    3.      掌握國內現今小水力可行技術

    污水廠實地勘察作業,蒐集並進行可行性因子評估

    1039

    1.      確認污水廠重點影響因子

    2.      確認污水廠可行設置空間

    3.      確認污水廠適用發電設備

    污水廠發電設備設置成本及節能效益評估,財務自償性計算分析

    10311

    1.      評估污水廠年發電效益

    2.      評估污水廠發電設備回收年限

    3.      評估污水廠節能減碳效益