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群眾募資也能蓋電廠?公民電廠讓發電走進在地社區

研之有物│中央研究院_96
・2019/08/08 ・4302字 ・閱讀時間約 8 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

採訪編輯|劉芝吟   美術編輯|林洵安

除了自備環保筷,公民能為低碳做什麼?

想要節能減碳,隨手關燈、自備購物袋之外,你我還能做些什麼?中研院社會所參與「深度減碳政策建議」計畫,除了提出政策建議,也進一步從「公民電廠」尋找公民的角色和力量。在能源轉型的過程,公民電廠提供了另一種能源選項,更重要的是,將遙不可及的「發電」帶入大眾生活,並展現公民行動的可能性。

小市民集資發電

公民電廠是什麼?一人一股加入臺電?「從英文讀更清楚」主婦聯盟副執行長吳心萍說:「簡單來說,公民電廠(Community Renewable Energy Projects)就是一群人共同參與發電計畫。」這裡的一群人,可以是小企業、社區居民、有共識的社群,人人都有機會參與。

主婦聯盟副執行長吳心萍(左)、南部辦公室主任陳婉娥(右),分享 NGO 團隊執行中研院計畫案,走訪臺灣各地公民電廠的觀察。主婦聯盟在 2016 年也成為「綠主張綠電合作社」第一位法人成員,透過社員集資,尋找案場裝設太陽能系統,率先實踐公民參與綠能發電。
攝影│ 林洵安

在歐洲,公民電廠並不罕見,以德國來說,近半的再生能源發電裝置屬於市民或社區組織,許多民眾會在自家屋頂裝設太陽能板。韓國也以「省下一座核電廠」為目標,推動城市節能與公民電廠,成功讓首爾市達成 20% 能源自主。那麼,臺灣呢?

2014 年,社會企業「一人一千瓦」率先展開公民發電計畫,號召有錢的出資當股東,有屋頂的出租當房東,合力鋪設屋頂型太陽能板。之後,不同組織陸續投入,換算一下年紀,臺灣的公民電廠才剛上幼兒園,仍在緩緩小跑步。

現在,這個腳步正慢慢移向在地社區。

圖說設計│林洵安、劉芝吟

達魯瑪克,臺灣第一家部落電力公司

2016 年 7 月,臺東卑南鄉的達魯瑪克部落一如往常,歡慶一年一度的小米收穫祭。但這一回,祭典的神祕嘉賓很特別:「太陽神」助陣發威!祭典會場架設了 3KW 電力的太陽能板,正式宣告達魯瑪克將成立部落電廠。

原民部落怎麼會和光電科技牽上線?故事得倒轉回 50 年前。當時,一場惡火燒毀達魯瑪克部落,全村滿目瘡痍。居民費盡辛苦遷移到新址,卻又遇上另一個惡夢——經濟部公告鄰村將為高階核廢料的埋放地。

達魯瑪克遠在東部山林,每遇颱風便常面臨斷電,最後卻得承擔全民核廢汙染的風險。

部落能不能有自主的綠能發電,不必再擔心自然災害,不用抗爭核廢選址?

部落自立的祈願悄然種下,數十年後,終於緩緩萌芽。

第一批太陽能板鋪設在活動中心屋頂,供給老人日托、課輔空間的用電。第二批則設在長老教會,提供電動車、手機免費充電。

部落裡保有日治時期的水力發電廠,也設置小型風力發電機,再加入太陽光電計畫,達魯瑪克一步步努力,立下終極目標:綠能百分百,自己用電自己發!

達魯瑪克在公用空間設置太陽能板,邁出部落電廠的第一步。
圖片來源│ 主婦聯盟

綠能百分百,推動部落願景

願景美,現實卻難一帆風順,部落電力公司的成立波折不斷。

起初,募資對象是族人,希望各家戶共同出資,將電力生產納入部落共同事業。但能源如同「空氣」,看不見、摸不到,要說服大家從口袋掏錢,絲毫不容易。

「太陽能板這麼貴,為什麼部落要花這筆錢?」「只要有電用,電費便宜,我們幹嘛去管發電?」各種質疑、不理解的聲音紛起。

溝通、對話、嘗試,是一條漫長卻重要的路。

部落和環團結盟相挺,開設綠能志工培訓營、部落會議討論發展性、帶孩子認識水圳和水力發電,透過各種活動,一點一點拉近村民與綠電的距離。

相比綠能發電的經濟產值,族人逐漸凝聚而成的部落價值,更為珍貴。

達魯瑪克部落在社區避難所設置小型風機,做為自主發電的一部分。
圖片來源│主婦聯盟
部落小學的孩子們,學習如何製作小型風機,透過實作課程認識部落的再生能源。
圖片來源│主婦聯盟

社區電廠像一塊大磁鐵,將族人村民聚合起來。3 年來,電廠發電 7119 度,減碳 3773 公斤,數字並不華麗,距離綠能百分百,達魯瑪克還在 9 局上半。然而,社區有了電力公司,發電除了自用,未來也能出售給臺電,大家對部落未來開始有熱切的想像。

「電廠如果有盈餘,我們可以用在哪?」綠能百分百畫出第一個大圓,族人慢慢交會出共同目標:透過風力、光電設施,希望部落的經濟自立,同時結合文化觀光、生態旅遊,打造出達魯瑪克品牌。如果願景也需要「粽子頭」,社區電廠也許是達魯瑪克擊出的第一棒。

社區電廠的臍帶價值

資料來源│公民電廠資訊網 圖片重製│林洵安

主婦聯盟分析,「第一桶金」是社區電廠的一大關卡。要說服鄰里的叔伯阿姨、阿公阿嬤掏錢投資,可謂高難度挑戰。社區某種程度就像「縮小版社會」,成員思考分歧。有人支持在地發展,有人認為下一代註定該往大城市去,也有長輩直言:「二十冬(年)才回本,我都不知道在哪了!」

現階段,政府補助仍是不可或缺的後盾。但長期來說,倡議者得各憑本事,運用在地手法和居民溝通,讓「發電」走入生活。例如,彰化臺西村從信仰中心切入,透過環保團體的相助,在村內「顯龍宮」架設太陽光電。電力自發自用,宮廟每月電費驟降一半以上,綠能成果超有感。

彰化臺西村的顯龍宮,屋頂裝設 3 KW 太陽能板,發電自用,是臺灣第一座光電宮廟。
圖片來源│主婦聯盟
對綠電累積好感,是推動社區電廠的關鍵。嘉義明華社區從 2010 年便循序展開光電計畫。例如,帶阿公阿嬤銀髮聯誼,參觀其他光電社區。高爾夫球車加裝太陽能板,變身社區小巴。家戶補助改裝太陽能熱水器。社區電廠的電力盈餘,也成為地方基金。
圖片來源│主婦聯盟

然而,社區電廠除了收益,還有另一層更重要的意義:價值最大化。運用盈餘改善社區生活,共享發電成果,也讓發電真正走入地方生活。

吳心萍說:「社區集資設置電廠,收益能回饋在地的社福公益,比如長照、托育、醫療。有些社區計畫做老人共餐,有的加開社區巴士,社區自己滿足需求,不用再仰賴外援補助。」

社區公民電廠如同「臍帶」,一方面圈起居民,把家戶變成共同「發電體」。同時,成果、養分也能再反饋輸送至社區,和鄰里居民互利共享。

上網團購……太陽能板

除了社區型,數位時代的公民電廠也要超 E 化。「陽光伏特家」建立募資平臺,開創出「網路集資型」公民電廠,讓你首度體驗,上網搶購的不是年節車票、阿妹演唱會,而是太陽能板!

平臺負責找屋主出租屋頂,評估成本,開設專案。民眾則可以挑選喜歡的電廠,上網認購太陽能板,變身合夥人。生產的電力定期出售給臺電,出資者每 2 個月就能收到一筆獲益收入。

由於投資門檻低(每片太陽能板約 15000-20000 元),預估約 6-8 % 內部報酬率,輕鬆打敗定存,讓熱門度急速上升。

資料來源│陽光伏特家
圖片重製│林洵安
網路集資型電廠,營運、設備維護由平臺負責,集資者不會直接介入電廠營運,但可以隨時上網了解電廠的運作狀況。
圖片來源│陽光伏特家

第一個集資案「臺南擔仔一號」,44 片太陽能板 5 天內銷售一空!紀錄還不斷被超越,現在專案一上線,往往數十分鐘被搶光,最高紀錄 1 分半秒殺!

你以為集資者都是年輕網購族?陽光伏特家的調查顯示,50-60 歲世代的搶購力超強!許多人認為這是穩定的長期投資,也有人打算為子女「定存」太陽能板。

主婦聯盟分析,群募平臺最大的優勢是擴散影響力,吸引不同類型、地區的網民。有人支持綠能,有人相中報酬率,有些人則是對光電有興趣但無法投入太多時間。群眾多元,讓陽光伏特家成長快速,目前已經有 80 多個案場,超過 1 萬名參與人次,而且每個計畫約有 7-8 成的新成員。

「不管投資動機是什麼,有了接觸管道,民眾就會更靠近能源議題。」吳心萍樂觀地說。

陽光伏特家第一個集資案:臺南擔仔一號。這棟民宅約 45 坪,樓下是牛肉麵攤,屋頂可鋪蓋 44 片太陽能板,如果由屋主獨力負擔,總金額約 80 萬。透過集資案,認購每片太陽能板只要 15600 元,小資族也能參與。
圖片來源│陽光伏特家

全民參與,才是真正的能源轉型

初綻開花 5 年,臺灣公民電廠的故事還在首部曲。除了資金不足、法規受限(臺灣有不少違建屋頂),目前的最大阻礙是什麼?陳婉娥觀察:「『人』,最難也最關鍵。怎麼讓民眾覺得能源有選擇性,和我有關係,而不是只要電費不漲、電廠別蓋在我家,其他我不管。」

不論是否支持綠能,願意討論就是破口,如何把「能源」具體活生生地帶入日常,便成為一大課題。最困難的這一關,就是公民電廠的價值:社區電廠紮根地方,群募平臺擴大戰場,能源合作社對議題有高度討論力,各自在守備區助攻。

主婦聯盟觀察,目前社會的鬆動、改變仍然零星,然而每一處公民電廠,都代表了某一群人正在接受、創造不同選擇——「民眾參與」正是能源轉型的核心。

陳婉娥回憶:「有一次,我在火力發電廠設立的討論現場。社區原本強烈反彈,但到了當天,有些居民已經放棄,開始討論回饋金。這讓我感觸很深,社區要蓋一座大型能源設施,民眾卻是最後一秒才知道,毫無選擇權,最後只能無奈地轉向要求補償。」

過去,「發電」離我們萬分遙遠,彷彿只有公投那一秒,大家才可能發聲。公民電廠或許提供了另一個解方,由下而上扭轉這個公式——「我/我們」有機會選擇怎麼發電、怎麼分配,思考規劃社區的模樣。此外,發電裝置的容量小,不一定得「鋪好鋪滿」,便有機會和農地、生態、文化共存。

總結目前的觀察心得,兩人說:

「我們每天用電,如果 80% 的人誤以為核電是主要能源,代表能源距離大眾仍非常遙遠,物理距離遙遠,心理距離更遙遠。也許,這就是公民電廠的重要意義。」

延伸閱讀

本文轉載自中央研究院研之有物,原文為怕停電、省電費、挺綠能?臺灣公民電廠正發威,泛科學為宣傳推廣執行單位

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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地震規模越大,晃得越厲害?

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/09/16 ・3706字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文由 交通部氣象局 委託,泛科學企劃執行。

某天,阿雲跟阿寶分享了一個通訊軟體上看到的資訊:

阿雲:「欸,你知道最近有個傳言說,花蓮有 7.7 級地震,如果發生的話台北會有 5.0 級的震度耶!」

阿寶:「蛤?那個傳言也太怪了吧,應該是把規模和震度搞混了!」

震度:量度地表搖晃的單位

確實常常有人把地震的規模跟震度搞混,實際上,因為規模指的是地震釋放的能量大小,所以當一個地震發生時,它的規模值已經決定了,只是會因為測量或計算的方式不同,會有些許的數字差異,而一般規模計算會到小數點後第一位,故常會有小數點在裡面。然而震度指的意思是地表搖晃的程度,度量表示方式通常都是以「分級」為主,比如國外常見、分了 12 級震度的麥卡利震度階,就是用 12 種不同分級來描述,而中央氣象局目前所使用的震度則共分十級,原先是從 0 級到 7 級,而自 2020 年起,在 5 級與 6 級又增了強、弱之分,也就是震度由小而大為 0-1-2-3-4-5弱-5強-6弱-6強-7 等分級,所以在表示上我們以整數 + 級或是強、弱等寫法,就可以區分規模和震度,不被混淆了!

而為什麼專家常需要強調震度和規模不一樣?那是因為震度的大小,是受到許多因素的影響。地震發生後,造成地表搖晃的主要原因是「地震波」傳來了大量能量,規模越大的地震,代表的就是地震釋放的能量越大,就像是你把擴音的音量不斷提高時,會有更大的聲音傳出一般。所以當其他的因素固定時,確實會因為規模越大、震度越大。

可是,地震波的能量在傳播過程中也會慢慢衰減,就像在演唱會的搖滾區時,在擴音器旁往往感覺聲音震耳欲聾,但隔了二、三十公尺之外,音量就會變得比較適中,但到了會場外,又會變得不是那麼清楚一樣。所以無論是地震的震源太深、或是震央離我們太遙遠,地震波的能量都會隨著距離衰減,一般來說震度都會變得比較小。

「所以,只要把那個謠言的台北規模 5.0 改為震度 5 弱,說法就比較合理了嗎?」阿雲說。

「可是,影響震度的因素還有很多,像是我們腳下的岩石性質,也是影響震度的重要因素。」阿寶說。

場址效應:像布丁一樣的軟弱岩層放大震波

原本我們都會覺得,如果地震釋放能量的方式就像是聲音或是爆炸一般,照理說等震度圖(地表的震度大小分布圖)上會呈現同心圓分布,但因為地質條件的差異,分布上會稍微不規則一些,只能大致看出震度會隨著離震央越遠而越小。地震學上有一個專有名詞叫做「埸址效應」,指的就是因為某些特殊的地質條件下,反而讓距離震央較遠的地方但震度被放大的地質條件。其中最常見的就是「軟弱岩層」和「盆地」兩種條件,而且這兩種還常常伴隨在一起出現,像是 1985 年的墨西哥城大地震,便是一個著名的例子。

影片:「場址效應」是什麼? 布丁演給你看

墨西哥城在人們開始在這邊發展之前,是個湖泊,湖泊中常有鬆軟的沉積物,而當湖泊乾掉之後,便成了易於居住與發展的盆地。雖然 1985 年發生的地震規模達 8.0,但震央距離墨西哥城中心有 400 公里,照理說這樣的距離足以讓地震波大幅衰減,而地震波傳到盆地外圍時,造成的加速度(PGA)大約只有 35gal,在臺灣大約是 4 級的震度,然而在盆地內的測站,卻觀測到 170gal 的 PGA 值,加速度放大了將近五倍,換算成震度,也可能多了一至二級的程度,也造成了相當程度的災情。盆地裡的沉積物,就像是裝在容器裡的布丁一樣,受到搖晃時,會有更加「Q 彈」的晃動!

1985 年墨西哥城大地震的等震度圖。圖/wikipedia

因此,在臺灣,雖然臺北都會區並沒有比其他區有更多更活躍的斷層,但地震風險仍不容小覷,因為臺北也正是一個過去曾為湖泊的盆地都市,仍有一定程度的地震風險,也需要小心來自稍遠的地震,除了建築需要有更強靭的抗震能力,強震警報能提供數秒至數十秒的預警,也多少讓人們能即時避災。

斷層的方向與震源破裂的瞬間,也決定了等震度圖的模樣

阿雲似懂非懂的接著問:「可是啊,為什麼有的時候大地震的等震度圖長得很奇怪,而且有些時候震度最大的地方都離震央好遠呢!也太巧合了吧?」

「這並不是巧合,因為震央下方的震源,指的其實是地震發生的起始點,並不是地震能量釋放最大的地方啊!」阿寶繼續解釋著。

「蛤!為什麼啊?」阿雲抓抓頭,一邊思考著。

地震是因為地下岩層破裂產生斷層滑動而造成的,雖然不是每個地震都會造成地表破裂,但目前科學家大多認為,地震的破裂只是藏在地底下,沒有延伸到地表而已,而且從地震的震度,也可以看出地底下斷層滑移的特性。

斷層在滑動時,主要的滑動和地震波傳出的地方,會集中在斷層面上某些特定的「地栓」(Asperity)之上,這些地栓又被認為「錯動集中區」,而通常透過傳統的地震定位求出來的震源,其實只是這些地栓中,最早開始錯動的地方。但實際上,整個斷層錯動最大的地方,往往都不會在那一開始錯動的地方,就像是我們跑步時,跑得最快的瞬間,不會發生在起跑的瞬間,而是在起跑後一小段的過程中,而錯動量最大的區域,才會是能量釋放最大的地方。而或許是小地震的地栓範圍小,震央幾乎就在最大滑移區的附近,因此也看不太出來,通常規模越大,震源的破裂行為會隨著時間傳遞,此效應才會越明顯。

震源與震央位置示意圖。圖/中央氣象局

那麼斷層上的地栓位置能否確認?這仍是科學上的難題,但近年來科學進展已經能讓我們透過地震波逆推斷層上的錯動集中區,至少可以透過地震波逆推斷層破裂滑移的型式,得以用來比對斷層破裂方向對震度分布的影響。以 2016 年臺南—美濃地震為例,最大錯動量的地區並不在震央所在的美濃附近,而是稍微偏西北方的臺南地區,也就是因為從地震資料逆推後,發現斷層在破裂時是向西北方向破裂。而更近一點的 2018 年花蓮地震,錯動量大、災害多的地方,也是與斷層破裂方向一致的西南方。

一張含有 地圖 的圖片  自動產生的描述
2016 年臺南美濃地震的等震度圖。圖/中央氣象局

透過更多的分析,現在也逐漸發現破裂方向性對於大地震震度分布的影響確實是重要議題。而雖然我們無法在地震發生之前就預知地栓的位置,但仍可從各種觀測資料作為基礎,針對目前已知的活動斷層進行模擬,就能做出「地震情境模擬」,並且由模擬結果找出可能有高危害度的地區,就能考慮對這些地區早先一步加強耐震或防災的準備工作。

多知道一點風險和危害度,多一份準備以減低災害

但是,直到目前為止,我們仍無法確知斷層何時會錯動、錯動是大是小。科學能給我們的解答,只能先評估出斷層未來的活動性中,哪個稍微大一些(機會小的不代表不會發生),或者像是斷層帶附近、特殊地質特性的場址附近,或許更要小心被意外「放大」的震度。而更重要的是,當地震來臨前,先確保自己的住家、公司或任何你所在的地方是安全還是危險,在室內要小心高處掉落物、在路上要小心掉落的招牌花盆壁磚、在鐵路捷運上要注意緊急煞車對你產生的慣性效應…多一些及早思考與演練,目的就是為了防範不知何時突然出現的大地震,在不恐慌的情況下保持適當警戒,會是對你我都很重要的防震守則!

【參考文獻】

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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