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若風力、太陽能變成主要能源,如何不被無風陰天弄得全國大停電?──《牛津通識課|再生能源:尋找未來新動能》

日出出版
・2022/07/20 ・3299字 ・閱讀時間約 6 分鐘

電網:將電力輸送到各地的網路系統

在十九世紀,電力是在靠近電力需求的地方生產的,但到了二十世紀,規模經濟催生出集中式發電廠、長距離傳輸線和地方的變電站。現在,世界上大多數國家的電力都是透過電網來提供。

電網,就是用來傳輸電力的網路,像是電廠、變電廠、配電系統等等,都是電網的一環。圖/Pixabay

這套系統是為了滿足供電需求──最低需求稱為基本負載(baseload)──所設計的,由最便宜的發電機來滿足。

直到最近,發電方式通常是以燃煤為主(也有國家是以核電或水力發電為主),而且大部分的時間都在運作。會搭配其他發電廠(通常是循環燃氣渦輪發電機)來支援,以滿足每天的負載量變化,也會有可快速運作的小型燃氣渦輪或柴油發電機來應對激增的需求或是發電廠停擺等故障問題。

發電廠和變電站間的輸配電系統很重要,這可確保即使有單一線路或發電廠出現問題,仍舊能夠維持電力供應。電網有辦法將電力輸送到偏遠社區,也能獲得偏遠地區的發電。

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再生能源進場後,該如何和傳統電廠互相配合?

現在,太陽光電場和風場在許多電網上提供的電力占比日益升高,這正在改變對發電廠的要求。在一般情況下,一天之中混合使用再生能源和傳統發電廠的發電方式最為經濟,而不是完全使用大型的傳統發電機。

風場和太陽光電場容易受到天氣的影響,現階段該如何讓再生能源電場與一般傳統電廠配合,也是能源議題中的一大考驗。圖/Pixabay

除了提供潔淨的電力外,風場和太陽光電場的營運成本最低──這稱為邊際成本(marginal costs)──因為它們沒有燃料成本,並且會首先調用。

為了讓風場和太陽光電場達到最大使用效能,最好是搭配能夠因應電力供需變化而快速反應的其他發電廠;而且理想上,這些電廠的運作也應該符合經濟效應,運作時消耗的用電量僅占其最大負載量的一小部分。

一般來說,燃煤電廠和核電廠的數量並不會有快速的增減,而燃氣和再生能源電廠則是更好的選項。根據地點的不同,水力發電、生質能、地熱和聚光太陽能(搭配蓄熱儲能)都可以擔任靈活發電的功能。

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化石燃料發電廠可以儲存燃料並因應需求來提供電力。風場和太陽光電場與這些可以隨時供電──稱為可調度或固定供應──的發電廠不同,這兩者的運作都取決於天氣這項變數。

運用 AI 技術,擺脫「天氣」這個天生弱點!

儘管有時會出現風力弱和陰天的日子,然而,與一些人想像的剛好相反,擁有大量風力發電和太陽光電的電網其實能夠在需要時提供電力。

透過人工智慧(artificial intelligence,AI)來獲取良好的天氣預報,太陽光電場和風場的輸出變化通常是可以預期的,因此可得到最佳結果。

透過人工智慧的協助,可以更有效的運用電力。圖/Envato Elements

當再生能源供應達到總電力需求的 30% 時,這些變化可以輕易透過裝配在電網上的快速反應發電廠來填補,以滿足供電需求的變化。

當一處 1000 兆瓦的大型發電廠意外跳電(可能是設備故障或過載),處理起來可能遠比風力發電或太陽光電的電力突然下降更具挑戰性。備用儲電站必須迅速上線,而風場和太陽光電場若是尚未達到滿載,還可以在有風和晴天的天氣迅速提高其發電量,提供額外的寶貴備用電。

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再生能源成為主要來源後,怎麼讓電供保持穩定?

為了提供潔淨、安全和價格低廉的電力,並且在本世紀中葉大幅減少碳排放,避免氣候變遷演變到危及生靈的程度,全球的供電必須以再生能源為主。透過增加再生能源的輸出、地理分布以及與其他電網的連結,再生能源的供電占比將可望提高到電網的 50% 左右。

在一定程度上,增加這類綠電的發電能力可以彌補天氣條件惡劣的情況,而連接大範圍的太陽光電場和風場則可以提供更平穩可靠的電力。

在歐洲,丹麥已經與挪威、瑞典或德國等國進行電力交易,以此來平衡電力供需:在他們自己的風力發電量高時出口電力,而在發電量低時則進口電力。

然而,建立洲際再生電網並非易事。過去曾經有一項 DESERTEC(沙漠科技基金會)的提案,計畫要將北非的太陽能傳送到歐洲,但由於政治不穩定,再加上不同地區和國家對規畫中的電網各有所圖,產生相互衝突的反對意見,因此難以具體實現提案。

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增加太陽能板的面積、建立跨國、洲際再生電網,都是維持電力供應穩定的做法。圖/Pixabay

此外,由於太陽能板的成本急劇下降,因此日照多的優勢變得不那麼重要,因為可以靠增加太陽能板的大小來彌補日照少的缺憾,這比支付長距離傳輸費用更為經濟。能夠在地方發電也等於是提供了一份供電的安全保障,不必依賴化石燃料進口。然而,廣泛架設的電網確實對於供需平衡有極大的幫助。

若是能配合供電來調整電力需求,就可降低對儲能廠的需求──這稱為「需量反應(demand response)」──或許可成為一個更便宜的選項,因為那些用來支援電力尖峰的快速反應發電廠的運作成本最高。

智慧電網:更聰明、更彈性的調整電力供應!

使用智慧電網可以讓電網營運商和用戶間進行雙向溝通,調整電力負載量,使其與供電端相等,這樣就能確定出需要從電網中取用的的需求量,或是添加量。

出現短時間停電或減少電力供應時,許多運作仍有可能繼續維持,好比那些具有熱慣性的操作──像是保持鐵或瀝青、熔融物或超市冰箱冷藏食物的溫度;或是建築物的溫度調節──或是在將零件組裝成產品前,先製造出充足的零件備量。

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智慧電網最重要的就是雙向的溝通來進行調整。圖/Envato Elements

同樣地,可以透過啟動電爐、大型電解槽或海水淡化廠(以幫助應對氣候變遷造成的乾旱)來增加需求量。在數位化科技的推動下,我們正處於智慧電網革命的開端,這將會對電力負載量造成重大變化,將會讓邁向再生能源的這段過渡期更為容易,並且為客戶帶來更低的成本。

另外,可以用價格差異來鼓勵客戶改變他們的電力需求。在義大利,有推行一個簡單的計畫,是以固定費用(取決於所使用的最大功率)和每度電的價格來回收發電廠的資本和配電成本以及發電成本。

以限制電力需求的方式(讓消費端的電價變得更便宜),白天必須間隔使用電熱水壺、洗衣機和烤箱等電器;如果一次全部使用,就會跳電。

這樣便可降低發電成本中最高的尖峰用電。而在離峰期(例如夜間)提供便宜電價也是一種方式。不過要達到有效調整,需要同時使用智慧電網和智慧電錶。這樣用戶端可以看到他們的消費細節,並選擇僅在低電價或優惠價格時段才使用某些電器設備。

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儲能設備對於提高再生能源的發電占比非常有幫助。以太陽光電場和風場這樣的組合來供應夜間用電,往往會有白天過度生產,導致電價下跌的情況。若是沒有儲能設備,必須盡可能出口過剩電力,或是以減少供電來降低損失。短期儲能可以將部分電力從下午轉移到晚上,因此小容量即可以滿足日常需求。

隨著電池成本的急劇下降,這種儲能的可用性變得越來越高,而且也開始取代那些用來補強綠電不足時的快速反應化石燃料電廠。

——本文摘自《【牛津通識課02】再生能源:尋找未來新動能》,2022 年 6 月,日出出版,未經同意請勿轉載。

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 Panasonic 合作,泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享,不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上,「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水,但過不了幾天,馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑,甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢(黏質沙雷氏菌)。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」,讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看,世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制,並非打造完全不沾染髒污的材質,而是調整表面的物理與化學屬性,使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力,透過日常水流沖刷,便能輕易地將髒污帶走。

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為什麼污垢「黏不住」? 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」,我們得先像偵探一樣,拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇:

  1. 水垢與礦物沉積*1:我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時,這些離子會逐漸結晶析出,變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
  2. 生物膜與有機物*2:包含尿液中的無機鹽、油脂殘留,以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物,所組成的黏滑防禦大本營。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」,前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼,材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢?答案就藏在「表面能(Surface Energy)」與「濕潤性(Wettability)」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時,水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠,還是迅速攤平開來?這取決於表面的特性:

  • 疏水路線(Hydrophobic)*1:具備低表面能的疏水表面,能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠,當水珠滾動滑落時,就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走,這就是著名的「自清潔效應」。
  • 親水路線(Hydrophilic / Superhydrophilic)*2:相反地,極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子,在材料最外層形成一層薄薄的「水化層(Hydration Layer)」。這層水化層就像是實體的液體盾牌,讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底,只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻:傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆,髒污就像攀岩者,需要找到落腳點並用力撐住才能攀附;而我們做的是抽掉把手點,或是在把手上塗上潤滑油,讓髒污找不到施力點,自然難以停留。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢,下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢,在微生物學中被稱為「生物膜(Biofilm)」。細菌並不是孤立生長的,當單顆細菌落在表面後,如果覺得環境舒適,它就會開始分泌胞外聚合物(EPS),這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起,並築起堅固的防禦堡壘,這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出,要阻止生物膜形成,除了化學上的抗菌,材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論(Attachment Point Theory)」:

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  1. 粗糙與微孔洞表面:如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞,細菌(體積通常約 1 到 3 微米)就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點,還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
  2. 極致平滑與微結構表面:相反地,如果材料表面做到極致平滑,完全沒有微米級的缺陷;或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構,細菌的足跡構造(如鞭毛或纖毛)就無法在表面找到穩固的「接觸附著點(Contact Points)」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時,它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外,現代衛浴結構在設計時,也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角,等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何,我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系:【材料層(低附著力)】+【結構層(無縫平滑)】+【動態流體層(泡沫與水流剪切力)】= 高效清潔!

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:

1. 材料層:有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。

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2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:

  • 泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
  • 外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
  • 測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆,但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計,到微觀幾何的附著點控制,再到流體力學的水流沖刷,一座現代抗污馬桶的演進,縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而,A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破,展示了材料科學的另一種聰明思維:不靠強酸強鹼硬打,而是透過物理與化學邏輯,將「污垢固著」的機率降到最低。

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當材料科學與現代衛浴技術結合,刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持,我們得以從繁重的家務勞動中解放,享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文:A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文:Brushing up functional materials

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脂肪肝不只靠減肥!AI 看臉揪出風險,瘦瘦針與新藥能逆轉肝纖維化?
PanSci_96
・2026/11/07 ・1997字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 AI 協助生成,內容經編輯審閱。

你相信嗎?未來可能只要拍一張照片,AI 就能看出你的肝臟有沒有問題!這一集,就讓挺健康鄭丁靚醫師帶我們看懂,為什麼明明是肝臟的問題,卻會寫在臉上?而且,當大家還以為脂肪肝只能靠「少吃多動」來改善時,醫學界其實已經有了突破性的進展,就連大家熟知的「瘦瘦針」也成為治療肝病的新星。讓我們一起來了解脂肪肝的最新科學發展吧!

為什麼肝臟生病,會「寫在臉上」?

2026 年《Cell Reports Medicine》發表了一項涵蓋超過 1.1 萬人的研究,團隊開發出一套名為 3D-FAICE 的 AI 系統,透過分析受試者的三維臉部影像特徵,竟然能辨識出罹患脂肪肝的風險。

你可能會想,難道古人說的「印堂發黑」真有科學根據,還是 AI 學會了看面相?其實都不是。研究團隊進一步比對受試者的血液代謝物後發現,AI 算出的風險分數,和人體內的醣類、脂質及胺基酸代謝途徑息息相關。換句話說,AI 看到的並不是「脂肪肝長在臉上」,而是全身代謝失衡後,反映在臉部脂肪分布、組織型態等肉眼難以察覺的細微變化。

這也點出了一個核心觀念:脂肪肝從來不只是肝臟關起門來自己的問題,它更像是全身代謝系統拉警報時,浮現出來的一個強烈訊號。

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一樣都是脂肪肝,為什麼有人沒事,有人卻會肝硬化?

許多人在健檢報告上看到「脂肪肝」,可能會覺得:「不就是肝裡油太多嘛,少吃一點、多運動,明年再看看吧!」但這種「佛系」心態,很可能會讓你錯失治療的黃金期。

脂肪肝的進程是從「單純脂肪堆積」開始的。如果代謝異常持續,肝細胞會因為脂質毒性、氧化壓力而開始發炎,演變成「代謝性脂肪性肝炎(MASH)」。當肝臟反覆發炎、受傷,身體就會啟動修復機制,留下疤痕組織,這在醫學上稱為「肝纖維化」。

醫學上將肝纖維化分為 F0(無纖維化)到 F4(肝硬化)。所以,現在醫師看脂肪肝,已經不再只關心「脂肪有沒有變少」,而是更在意「肝臟有沒有持續發炎?纖維化到了什麼程度?」因為一旦肝臟長出疤痕,未來惡化成肝硬化、肝癌的風險就會大幅增加。

治療重大突破:新藥與「瘦瘦針」也能治肝?

過去面對已經開始纖維化的肝臟,醫師除了勸患者減重、運動外,並沒有太多直接針對肝臟修復的藥物。但近年來,脂肪肝的治療迎來了重大突破。

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2024 年,美國 FDA 核准了首款專門針對脂肪性肝炎的新藥「Resmetirom(Rezdiffra)」。它的機制非常特別,主要鎖定肝臟中的甲狀腺素受體 β(THR-β)。你可以把它想像成是在優化肝臟這座工廠的「內部產線」,讓肝臟更有效率地處理脂質,幫助減少脂肪堆積並減輕發炎傷害。臨床試驗顯示,有超過四分之一使用高劑量藥物的患者,肝纖維化獲得了至少一個等級的改善。

緊接著在 2025 年,大家熟知的「瘦瘦針」——Semaglutide(Wegovy 的主要成分)也正式取得了治療脂肪性肝炎的適應症。Semaglutide 是一款 GLP-1 受體促效劑,原本用來減重和控血糖。當患者體重下降、胰島素阻抗改善,送進肝臟的代謝負荷自然減輕。研究發現,接受治療的患者中,約有 63% 達到脂肪性肝炎緩解。這意味著,瘦瘦針的價值不再只限於減肥,對符合條件的肝病患者來說,它還能帶來肝臟組織實質的改善。

如何知道自己的脂肪肝走到哪一步?

既然有了治療新武器,我們要如何知道自己的脂肪肝只是「單純堆油」,還是已經「發炎長疤」了呢?

雖然肝臟切片最準確,但畢竟是侵入性檢查;而大家最常做的腹部超音波,雖然能看出肝臟有沒有脂肪,卻難以精準判斷纖維化的程度。因此,臨床上現在更強調「風險分層」。

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其實,你可以利用手邊的健檢報告,自己做初步的風險評估。例如利用「FIB-4」指數,只要套入你的年齡、AST、ALT(兩項肝指數)以及血小板數量,就能初步計算出肝纖維化的風險。如果算出來屬於中高風險,醫師就會建議進一步安排「肝臟彈性掃描(FibroScan)」,利用超音波震動來測量肝臟到底有多「硬」,作為後續治療決策的重要參考。

結語:長壽醫學觀點,別等出事才處理

從長壽醫學的角度來看,脂肪肝是一個提醒我們全身代謝出問題的警報。一旦發現脂肪肝,除了關注肝臟本身,更要同時檢視自己的血糖、血壓、血脂與胰島素阻抗。現在我們有了更進步的 AI 篩檢概念,以及能夠逆轉肝臟疤痕的新藥,我們更不應該等到肝硬化才來想辦法。及早評估、積極應對,才能為自己的健康後半場,保留更多美好的選擇。


延伸閱讀|實證醫學專欄|循證長壽、失智預防、更年期、睡眠科學|叮噹醫師
以同儕評審論文為根據的長壽科學深度解析。睡眠科學、光線生物學、更年期醫學、認知儲備、失智早期檢測。

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跨越山海的電力之路:臺灣如何連成「全島一網」?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/10/26 ・2785字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文轉載自電業文物典藏網

一座島嶼上的電力,如何跨越山脈、串聯城市與鄉村,讓不同地區彼此支援?今日我們所依賴的「全島一網」,是歷經數十年建設逐步形成的輸電網絡。從日治時期西部幹線的建立、戰後東西聯絡線的開通,到超高壓系統升級與臺澎海纜併網,一條條輸電線路不只改變了電力傳送的距離,也讓原本分散的供電系統逐漸連成一體。

這段發展歷程,既是工程技術的演進,也記錄了工程人員如何克服地形與物資限制,讓電力送往更多地方。

全臺電網串聯的五大階段(製圖:故事 StoryStudio)

從日月潭出發的西部電網

1934 年,日月潭第一發電所(今大觀一廠)完工,成為當時臺灣最大的水力發電廠,為西部地區提供大量電力。為了將電力送往各地,臺灣電力株式會社技術部長後藤曠二率領團隊,建置北至基隆八堵、南至高雄的兩條 154kV 高壓輸電幹線,讓西部主要供電區域得以串聯。

不過,西部電網的形成,還不代表全島已經連通。中央山脈另一側的東部,仍依靠各地的發電設施供電。花蓮利用木瓜溪與立霧溪的水力,供應花蓮港及日本鋁業所需電力;臺東、成功等地則仰賴小型柴油發電機。東、西部各自運作,尚無法透過輸電線路相互支援。

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剛完工的日月潭第一發電所。(圖片來源:臺灣電氣協會會報,1934)

翻越中央山脈的電力之路

戰後,西部面臨電力短缺,東部的水力資源卻仍有餘裕。要讓兩地互通有無,台電必須將輸電線路架過中央山脈。於是,東西聯絡線的興建,成為串聯全島電網的重要工程。

這項工程由工程處主任蔡瑞唐帶領,並獲得美援經費與美籍顧問狄卜賽(Valery S. de Beausset)的技術協助。然而,陡峭的山勢讓施工與運輸格外困難,韓戰爆發後,鐵塔所需的鋼鐵材料也無法如期到貨。為了推進工程,團隊先以注油木桿替代鐵塔架設線路;面對無法以機械運送的重型導線,數十名工人組成「蜈蚣隊」,合力扛起器材,沿山路一步步搬運上山。

1951 年底,第一回線通電,東、西部電網首度跨越中央山脈相連。1953 年,第二回線完成,東部電力得以輸往西部,為戰後的供電需求提供支援,也讓全島連網向前邁出關鍵一步。

正在搬運鐵塔構件的東西輸電線工程團隊。(圖片來源:《台電勵進月刊》第58期)

當恆春與臺東接上主電網

東西聯絡線打通後,臺灣本島仍有部分地區依賴獨立的發電設備。要讓更多地方共享電力,輸電網絡還必須繼續延伸。

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1960 年,枋寮至恆春的 66kV 輸電線與恆春變電所完工,讓恆春半島擺脫長期依賴柴油發電的供電方式。兩年後,花蓮至臺東的 66kV 高壓輸電線全線貫通,臺東也接入全臺主電網。隨著線路串聯,富里、關山、成功等地的小型柴油發電機組陸續退出日常供電,部分設備則轉移至離島使用。

至此,臺灣本島的區域電網連成一體,「全島一網」逐步實現。各地不再只能依靠鄰近的發電設施,而能透過共同的輸電系統調度電力,在供需變化時相互支援。

枋寮至恆春的 66kV 輸電線及恆春變電所完工,讓恆春半島正式告別長期依賴柴油發電的年代。(圖片來源:江城張,授權為CC BY-NC-SA 2.0)

從連得起來到送得更多

完成本島連網後,新的挑戰隨之而來。隨著經濟成長與產業發展,用電需求持續增加,電網不僅要將各地連接起來,也必須具備更大的輸送能力,以及在災害發生時支援復電的彈性。

1970 年代起,台電逐步升級輸電系統,一次輸電電壓由 154kV 提升至 161kV,並於 1974 年與 1985 年,先後完成第一路與第二路 345kV 南北超高壓輸電幹線,擴大長距離、大容量的電力傳輸能力。

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1998 年,「345kV 新東西線」通電,接下東西部電力輸送的主要任務,早期的東西聯絡線則轉為備援。1999 年九二一大地震後,舊線路再次發揮作用,支援西部電網復電。這也顯示,電網建設除了增加輸送容量,保留不同路徑的支援能力同樣重要。

2002 年,第三路超高壓幹線全線通電,臺灣「三路六迴」的骨幹電網成形。從早年的區域串聯,到多路輸電幹線共同運作,電網逐漸具備更靈活的調度與備援能力。

新東西線 345kV 通電後,成為東西電力輸送的新主力。(圖片來源:台電)

跨越海峽的臺澎電力串聯

本島電網持續發展的同時,隔著臺灣海峽的澎湖,長年仍以獨立電網供電。直到 2021 年 10 月 30 日,臺灣第一條跨越本島與離島的特高壓海底電纜「臺澎海纜」正式併網,臺灣與澎湖的電力系統才首度相連。

這條 161kV 電纜由雲林口湖延伸至澎湖湖西的尖山發電廠,全長 67.9 公里,其中近 59 公里位於海底,最大輸電容量達 40 萬瓩。透過海纜,臺灣本島可以支援澎湖用電,澎湖生產的綠電也能反向送回本島,形成「臺電澎用、澎電臺用」的雙向電力融通。

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臺澎海纜也為澎湖降低柴油發電需求、發展風力與太陽光電創造條件。依原先評估,每年預估可減少約 21.2 萬公噸碳排放量,為澎湖邁向低碳島嶼提供更多可能。

從西部平原到中央山脈,再到臺灣海峽,電網的延伸持續改變各地取得電力的方式。「全島一網」的誕生,讓不同地區得以共享電力;後續的系統升級與跨海串聯,則讓這張網絡能因應更多元的供電需求。

臺澎海底電纜施工照。(圖片來源:台電)

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