綜合研究所 2022台電綜合研究所成果展

綜合研究所 2022台電綜合研究所成果展

電力研究開箱!涓滴成果匯聚綠潮


2023.03.13

01

電力研究開箱!涓滴成果匯聚綠潮

電力是現代社會不可或缺的能源,而在電力系統的的背後,其實仰賴著複雜且深奧的大量知識支撐起它的基礎:從發電、輸送、到配電,每個實務環節都有對應的專業技術。在追求更高的能源應用效率、更安全穩定的供電品質、更環境友善的低碳電力等目標驅使下,全世界的研究團隊仍不斷鑽研著各項前瞻技術;放眼國內,台電公司除了職掌臺灣電力系統的運作以外,更有一個親自參與各種電力技術研究的單位──綜合研究所(以下簡稱綜研所)。

02

豈止略懂 接軌國際的臺灣電力研究先行者

台電在成立之初即有電力研究(早期專注於高壓研究)與試驗部門的編制,1968年迎來改組,彼時由高壓研究所與化學研究所合併成立的「電力研究所」是今日綜研所的前身。其後持續擴大規模,1980年增設樹林研究試驗場、1986年再與科技研究發展委員會合併成立「電力綜合研究所」,並直屬總經理管理,後續再與試驗所整併,於2001年完成了如今的組織架構。

綜研所所長鍾年勉。
綜研所所長鍾年勉。

綜研所肩負著試驗與研發兩大重任,在試驗方面,橫跨了油煤、化檢、高壓、電表、儀器、電力設備等6種校驗測試領域,是為電力系統的重要設備與用料進行品質把關的關鍵守門員。研發方面則涵蓋能源、化學與環境、電力、高壓、負載管理、資訊與通信、資訊系統與資訊資源、電力經濟與社會,以及研究發展企劃等9項範疇,對應了電力系統的整體輪廓: 關於發電端,能源相關研究包括各種新能源科技應用、發電設備壽命評估與最佳化設計模擬、發電效能監測與改善對策分析、廢熱回收技術;而化學與環境研究在水資源、電化學材料、溫室氣體、永續資源等各方面的投入,則發揮了廢水回收處理、腐蝕監測與防治、儲能關鍵材料技術及電池壽命監測、碳捕集利用及封存、煙氣淨化、煤灰資源化利用等貢獻。 在輸電與調度的環節,電力研究聚焦在能源管理系統應用與分析、未來電網新技術研發、監控系統開發與建立、電力品質分析應用及相關研究(如再生能源併網之諧波管制標準、固態變壓器開發)等;高壓研究則鎖定在例如輸電鐵塔結構安全監測、電力設備監測診斷與即時動態模擬、落雷偵測、絕緣礙子特性研究、鹽害防制、電力設備硬體閉迴路技術測試等。 至於用電需求端,負載管理研究專注在電能分析與運用(如需量反應服務的系統規劃與應用)、配電系統與設備管理優化、智慧用電與節能應用、節能診斷技術。延伸到電業與社會環境的關係,電力經濟與社會研究則關注電業與外在環境的交互關係,例如中長期經濟成長與產業結構對於負載變化的模擬。 而通訊網路猶如人體神經系統,使電力系統各環節得以即時整合、妥善運作。在資訊與通信方面,綜研所著重於智慧電網資通訊國際標準推動、資通訊技術模擬與應用分析、資安風險評估機制建置與應用、模控分析與整合應用;另外,資訊系統與資訊資源則包含資通訊的軟硬體環境開發、設置、維護與管理,也負責了電力文獻典藏與檢索、刊物編譯發行、智慧財產權推廣與智財保護管理。 除此之外,綜研所也透過研究發展企劃室導入科技創新管理,負責統籌研究與試驗的發展策略及管考作業,並積極拓展國內外合作與交流,國際上的交流夥伴包含美國電力研究院(Electric Power Research Institute,EPRI)、彭博新能源財經(Bloomberg New Energy Finance,BNEF)、國際電力研究資料交換組織 (International Electric Research Exchange,IERE)等眾多重要機構。

研究成果展是研究發展企劃室規劃辦理的活動盛事之一,而陳曉薇主任正是本次綠潮特展的重要推手。
研究成果展是研究發展企劃室規劃辦理的活動盛事之一,而陳曉薇主任正是本次綠潮特展的重要推手。

「台電需要的各種技術在綜研所都找得到!我們每年平均有400項研究計畫,研究主題緊扣著台電短、中、長程發展策略規劃,亦即以淨零排放做為主軸,而在發展各項核心技術的同時,也持續鑽研國際前瞻科技。」綜研所所長鍾年勉指出,電力系統的「發、輸、配、售」四大環節的專業知識各有不同,而綜研所憑藉廣泛的研究範圍,充分整合各種領域,儼然是一座「電力技術藏經閣」。綜研所藉由核心技術建立、國際交流及新科技引進,不僅為台電提供各類專業研究與試驗服務,也讓國際潮流與臺灣在地經驗相融。 數十年來,綜研所已累積出豐碩的研究實績,一方面長期透過《研發試驗年報》 、《電力研究簡訊》(季刊)、《台電工程月刊》等刊物對外發表學術成果,另一方面,也持續舉辦研究成果展,分享同仁們苦心鑽研的心血結晶。鍾年勉笑道:「研究成果展從何時開始舉辦早已不可考,它已經成為我們的一項傳統了。」

03

迎向大眾 豐富研究實績大揭密

研究成果展通常以雙年展的頻率舉辦,以往的展出地點都是位在台北市羅斯福路上的綜研所(公館所區),展出時間往往只有一日。鍾年勉表示,台電的組織體系龐大、分工細緻,同仁多半專精在自己的業務領域,對於其他單位的專業、工作成果,其實認識有限,因此過去成果展的展出對象主要為台電各單位同仁,或相關領域的產、官、學界貴賓,並搭配舉辦學術研討會,藉以促進交流。 而隨著能源轉型、淨零排放等議題日漸受到重視,綜研所發覺社會大眾也成為重要的溝通對象;適逢台電打造的全臺首件綠能場域品牌「D/S ONE電幻1號所」在近年啟用,活潑創新的展館空間激發出綜研所同仁的靈感,進而促成了2022年的「綠潮」特展。鍾年勉表示:「這是我們首次將研究成果展呈現給一般大眾,除了展期延長至一個月,所內同仁也親自參與策展,透過與公眾服務處合作,共同將學術內容轉譯成更親近一般大眾的資訊,希望讓大家看見台電在研究上投入的諸多心力對於環境永續是有貢獻的。」 談及本次展覽名稱「綠潮」,鍾年勉笑道:「我們專注於低碳排能源與環境友善的相關研究,更接軌國際潮流如數位趨勢及綠色永續,因此集思廣益了好久,決定以此主題同時呈現『綠』能與國際趨勢浪『潮』。」

綠潮特展共有四大主題展區:「Future」帶領觀展者想像電力的未來藍圖,展出結合虛擬電廠概念的智慧化家庭生活;「Power」呈現了實務中有效提升供電穩定性的各種改良技術,例如風機葉片狀態巡檢裝置、落雷預測系統等。

綜研所施政樟專員介紹,綜研所於鳳山智慧綠社區建置「智慧家庭微電網示範屋」,結合智慧家電、家用太陽能與儲能設備,展示「創儲能智能整合」、「自動需量反應」及「家庭能源管理」三大主軸,實現能源自給自足的智慧家庭微電網。
綜研所施政樟專員介紹,綜研所於鳳山智慧綠社區建置「智慧家庭微電網示範屋」,結合智慧家電、家用太陽能與儲能設備,展示「創儲能智能整合」、「自動需量反應」及「家庭能源管理」三大主軸,實現能源自給自足的智慧家庭微電網。
綜研所吳承翰專員指出,金門智慧電網相當具有示範意義,該計畫雖然「實驗性地」導入了例如先進配電管理系統、儲能系統以及資通訊標準(IEC61850)等諸多新技術,不過台電的唯一目標是整套智慧電網必須實際可行,讓吳承翰打趣比喻是「以結婚為前提的交往」。
綜研所吳承翰專員指出,金門智慧電網相當具有示範意義,該計畫雖然「實驗性地」導入了例如先進配電管理系統、儲能系統以及資通訊標準(IEC61850)等諸多新技術,不過台電的唯一目標是整套智慧電網必須實際可行,讓吳承翰打趣比喻是「以結婚為前提的交往」。

「Smart」主打電力系統的智慧化整合,以金門智慧電網與台電鳳山宿舍之智慧家庭微電網兩大實例,展現電力系統數位轉型的應用效益;「Green」則聚焦於和電業相關的環境友善技術,例如CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage,碳捕集再利用及封存)、事業副產物再利用(如煤灰、脫硫石膏、甚至是溫排水),以及地理圖資系統應用於興達電廠旁的永安濕地生態保育等永續實踐。

04

乘上潮流 淨零未來的領航員

問起綜研所的角色定位,鍾年勉打趣道:「套句楊偉甫前董事長說過的話,『只要沒人接的疑難雜症,送到綜研所就對了!』」 他解釋,其實綜研所與其他台電單位一樣,有許多課題是初次接觸,所以面對一切任務都戒慎以待,不過技術研究與試驗改良的本質正是在於探索,尤其2050年的淨零排放目標無法僅憑既有技術實現,未來勢必需要導入各種科技與資源的應用(如氫能與氨能),因此綜研所當仁不讓地承擔著將這些技術加以深化、本土化的使命。 研究工作就像是篳路藍縷的拓荒隊伍,在崎嶇蜿蜒的環境中披荊斬棘,方能開拓出一條道路。鍾年勉以CCUS為例:「我們從十幾年前就開始投入了,發展CCUS的一大重點,是在地有沒有適合當作封存場址的地質環境,否則捕集了碳也沒戲唱。綜研所裡首開CCUS研究先河的是遺憾地英年早逝的化環室藍啟仁博士,其後由楊明偉博士接續鑽研,過去會覺得這個領域冷門、做起研究十分孤單,相關法規又限制重重;但研究人員就是這樣,從限制當中一步步走出可行的路,所以如今能夠端出值得發表的成績,都是一點一滴累積出來的。」

綠潮特展現場展出台中減碳技術園區的模型,並運用感應互動設計介紹CCUS的各種技術環節。
綠潮特展現場展出台中減碳技術園區的模型,並運用感應互動設計介紹CCUS的各種技術環節。

「在台電以外,也有越來越多研究團隊對CCUS寄予厚望,比如在捕集CO2的吸附劑配方開發上投入甚多。」鍾年勉分享,除了綜研所以外,國內還有不少優秀的研究單位共同壯大了電業相關技術研究的學術社群,例如工研院以及許多大學,然而其他研究團隊並不像綜研所一樣,是在電力系統的實際營運條件下從事研究,某些實務情境無法在實驗室中如實還原,因此綜研所也樂於和學界同儕進行交流、合作,共同探索未知領域。

台中減碳技術園區內的微型捕集設備。
台中減碳技術園區內的微型捕集設備。

「因為真正的煙道氣會有其他雜質,是在實驗室無法模擬的,所以台電把火力發電廠的煙道氣收集起來、提供給有需要的實驗室,就是一個產學合作的好例子,國家減碳只靠台電是絕對不夠的,我們需要與社會共同進步。像CCUS之類的技術不是幾個人、幾個團隊就能做的事情,它需要全國、甚至全世界的交流,它需要大家一起努力。」鍾年勉懇切地說道。 從學術知識生產到電力系統實務應用,綜研所皆以扎實的研究實力持續繳出亮眼的成績單,而期勉自己作為臺灣電業技術研究的領跑者之餘,綜研所也樂於嘗試創新的社會溝通形式,希望邀請大眾一同乘著綠潮,向電力與環境永續共榮的未來遠航。