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別花冤枉錢,能源技術服務業幫你能源健檢─節電南投篇

自己的電自己省_96
・2015/11/19 ・2212字 ・閱讀時間約 4 分鐘

(本系列文章由經濟部能源局贊助,泛科學策劃執行。)

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近年來,因持續高低動盪的能源價格,以及各國對於溫室氣體減量逐漸取得共識,從政府到民間企業、家戶,對於如何永續經營與發展勢必要有新的思維和方法,能源技術服務產業便是在此種背景下應運而生,南投縣的智慧節電計畫中,更直接將能源技術服務產業列為重要推動項目。

能源技術服務業是什麼?

能源技術服務產業(Energy Service Company, ESCO)的主要工作便是以客戶的能源診斷為基礎,協助這些工商業界廠商全面改善其能源使用效率,並在滿足客戶能源需求同時,透過能源需求管理、導入節能設備或其他具體節能措施,減少客戶的碳排放量。

節能評估
ESCO可以透過以上幾個標準,為客戶提出耗能改善建議方案。source:工研院

ESCO的一大特點在於:其服務費用將由客戶因節能所省下的能源支出中分期攤還,所以客戶的總營運成本並未增加,對有意願進行節能的廠商頗具吸引力。如果客戶預算有限,能源技術服務公司也可以在金融機構的協助下,評估該客戶的信用狀況與借貸風險,決定是否提供資金借貸予該客戶,以進行改造工程的落實執行。

從更宏觀的層面來看,能源技術服務產業可以協助國家達成節能和溫室氣體減量等目標,並帶動相關產業與技術的發展,改善就業情況。對企業而言,ESCO能減少企業能源開銷,省下來的資金能夠投入其他部門發展。

理想與現實的差距,ESCO的困境

ESCO不僅有著以上諸多優點,近年為因應全球暖化與氣候變遷等,各國能源政策也多鼓勵產業進行節能措施,照理來說,對能源技術服務產業發展應該是大利多。然而現實卻非如此,不管在英國或是台灣,ESCO都面臨著相似的困境。一篇由英國倫敦帝國學院(Imperial College London)與里茲大學(University of Leeds)學者共同發表的研究文章指出,雖然 ESCO在英國儘管已經成為產業界與學界的焦點,但統計數量顯示,在英國的能源體系中,ESCO所扮演的角色仍然不算吃重。

英國的能源體系台灣十分不同,有別於台灣中油、台電都還掌握在公部門手中,在上世紀 80年代至 90年代,英國進行各種國營企業民營化,其中亦包含能源部門經營權的釋出,其理念是希望透過自由市場競爭,讓國民可以獲得最佳的能源供給。

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英國最大的民營能源供應商:英國國家電力供應公司(National Grid)。soutce:wikipedia

90年代英國能源部門私有化的初期,各種能源相關企業百花齊放,讓英國的 ESCO享受一段快速成長的甜蜜期,但是成也蕭何,敗也蕭何,自由市場的競爭機制導致電價下跌,能源供應商直接提供客戶廉價的電力,讓客戶們不再關注於如何減少能源使用,產業界對於 ESCO的需求大幅縮減,反而造成 ESCO產業發展受限。(情況有些類似近年來價格低廉的頁岩油投入市場,有業者認為會因而排擠到再生能源產業的發展。)

此外,其他 ESCO面臨的發展困境還包含:

  • 對一般民眾而言,ESCO是相對陌生的產業模式
  • 就投資者來說,ESCO的風險比傳統的能源供應商高
  • 未來政府能源政策的不確定性

以上因素都讓英國的 ESCO發展持續只能侷限在相當有限的市場中。

在台灣,一般企業對於分攤期限在 3年以下的節能計畫較有意願,對於長期性的大型計畫興趣缺缺,而且台灣企業以中小企業為主,普遍缺乏推動節能的技術、資金與人力,加上台灣金融機構不願提供無擔保之專案融資,導致能源技術服務產業對中小企業而言吸引力不高。另外,與英國情況類似,台灣的能源價格偏低,同樣也會減少企業節能誘因。

面對這些挑戰,台灣以鼓勵政府單位等方式,協助育成能源技術服務產業,並結合建構節能績效驗證機制,以及發展相關的專案融資體系、培育相關專業人才。更希望以這些公家機關當作示範單位,鼓勵民間企業效法學習。

南投縣節能計畫

13南投縣
南投縣節電目標:2795萬度;南投縣申請經費:3085萬元

台灣的「內地」南投縣,在縣市智慧節能計畫中編列 3000多萬預算,預期可以省下 2795萬度電。節電措施上,除了協助進行上述的能源技術服務外,還有輔導導設置智慧能源管理系統、提供節電獎勵,和宣導節電觀念與志工訓練等等。

其中,南投縣節電策略以「用電大戶以主動且專業的技術輔導為主」、「一般用電戶採行主動稽查和訊息服務為主」兩大原則,經過各部門用電特性分析後,將佔南投縣總用電 16.25%的用電大戶列為特別重點對象,提供 ESCO專業診斷、設備改善等節電措施;針對一般用戶,則是另外提供台電「省電行動家」、「省電家、省電王及省電小商店」等節電抽獎活動的活動資訊,提高民眾節電意願。

參考資料:

文章難易度
自己的電自己省_96
22 篇文章 ・ 0 位粉絲
台灣能源主要都是進口的,但你知道嗎,我國有98%都是仰賴國外能源,所以節電只能靠你我做起,自己的電自己省!! http://energy-smartcity.energypark.org.tw/

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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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