01
水力發電關鍵一役 防淤工程助力台灣再生能源遠景
水庫是臺灣主要供水來源之一，然每年夏季颱風豪雨挾帶沖刷集水區巨量泥沙，造成水庫淤積量持續上升，不僅使庫容減少，更會影響水力發電效率，因此清除淤積、維持水庫庫容，是確保水庫水源穩定供應與水力發電效能的重要課題。為因應此挑戰，經濟部於2016年核定「水庫庫容有效維持綱要計畫」，力求實現水庫淤積零成長及庫容恢復的目標，使臺灣水資源得以永續發展。
位於南投的霧社水庫，因位處地質年輕、岩盤相對脆弱的濁水溪上游，每每降雨都會有大量的淤砂、淤泥被沖刷至下游，加上歷經1999年的921地震、2004年敏督利颱風等多場天災衝擊，致使淤積率高達75％。為解決霧社水庫高淤積率問題，在原「水庫庫容有效維持綱要計畫」下，行政院於2020年11月核定「霧社水庫防淤工程計畫」，與台電公司攜手合作興建防淤隧道，搭配既有水力排砂設施，以期有效減緩水庫的淤積速度，延長水庫使用年限。
霧社水庫一隅。
02
五大策略齊發力 戮力共創防淤新策略
水庫淤積是水力發電面臨的一大挑戰，當淤積量上升、水庫庫容量減少，水庫將無法使用發電穩定性和效率較高的「水庫式發電」，只能改採「川流式發電」或「調整池式發電」。 台電發電處副研究員鄧文貴說明：「水庫式發電是透過大型水庫蓄存大量水資源發電，以供應萬大電廠發電的霧社水庫而言，由於蓄存量大，加上萬大電廠不是24小時持續運轉的基載電源，就算1、2個月沒下雨，也能持續運作發電，所以供電穩定性高；而當庫容縮小，則只能改採用水量需求低，但發電量較少、穩定度較低的川流式或調整池式發電，運用效率大幅下降。」
台電發電處副研究員鄧文貴。
為了維持霧社水庫「水庫式發電」的發電模式，並確保長遠的水源穩定性，台電積極投入「霧社水庫防淤工程計畫」，與各單位通力合作，盼能改善霧社水庫淤積問題，以確保發電效率與供電穩定度。 在「霧社水庫防淤工程計畫」中，台電擬定全流域防淤及減淤5大策略項目：上游保育減淤、庫區陸挖[1]、抽泥放淤、水力排砂及興建防淤隧道。台電與農業部林業及自然保育署、農業部農村發展及水土保持署（前者昔為林務局、後者昔為水保局，2023年8月皆已正式組改）攜手合作，由農業部兩大機關負責辦理上游集水區保育減淤；台電則規劃利用抽泥船，針對庫區內進行抽泥放淤，並搭配怪手陸挖減少現有淤積量，而水流沖刷帶來的淤泥，則透過排洪隧道水力排砂，加上興建防淤隧道加強排淤，讓淤泥直接跟著洪水沖至下游，不在庫區停留，減淤與防淤雙管齊下。
台電與農業部兩大機關舉辦多次會議，共同推動霧社水庫防淤工程計畫；另一方面，台電也積極召開說明會，落實地方溝通。
台電與農業部兩大機關舉辦多次會議，共同推動霧社水庫防淤工程計畫；另一方面，台電也積極召開說明會，落實地方溝通。
霧社水庫抽泥及陸挖清淤作業。
霧社水庫抽泥及陸挖清淤作業。
| 註釋 |
| [1] 庫區陸挖：在陸地上運用挖土機，沿著水岸清除庫區淤砂的作業模式，在低水位時期，沉積物可露出水面，是辦理陸挖作業的理想時機。 |
03
中部水力樞紐 全面性規劃實現淤積零成長
霧社水庫傲立於濁水溪上游，不僅是中部水力發電開發核心，也是水力樞紐。談到霧社水庫的水資源利用，鄧文貴娓娓道來：「霧社水庫蓄存的水資源在萬大電廠發電後，會引至松林分廠進行二次發電，發電後尾水會被引入武界壩再利用，用來供應下游大觀電廠及明潭電廠所需水源。完成發電任務後，水流會匯聚在集集攔河堰再分流，一部分水源連接至水里自來水廠，供應水里與南投地區用水，另一部分供應彰化、雲林地區的工業、農業與民生用水，因此可以說霧社水庫的水源調蓄能力和整個中部產業息息相關。」
霧社水庫(左上)是萬大電廠進行水力發電的重要集水區。
為了全面性改善濁水溪流域淤積，除了興建防淤隧道，台電也積極推動「松林堰專管工程」與「武界壩排洪改造工程」執行。鄧文貴繼續說道：「防淤隧道完工後，會搭配庫區抽泥在汛期的時候進行河道放淤改善淤積，因此台電規劃在松林堰上游河道建置輸水專管，確保隧道排淤和河道放淤不會影響松林堰的取水功能和松林分廠的發電效益。」
霧社水庫防淤隧道工程佈置圖。
「另外，因為濁水溪長年輸沙量大，負責攔截濁水溪主、支流與輸水至日月潭的武界壩也有淤積問題，透過底檻降低的工程預計武界壩庫容將提升60萬立方公尺，日月潭淤積量也能同步改善預計降至每年30萬立方公尺。」鄧文貴指出，透過霧社水庫防淤工程的5大策略與2項防淤類工程的相輔相成，霧社水庫預估將在2031年達成泥沙進出平衡，實現淤積零成長的目標。
台電打造霧社水庫縮小模型並執行水工模擬，以驗證防淤隧道的排砂效果。
台電打造霧社水庫縮小模型並執行水工模擬，以驗證防淤隧道的排砂效果。
04
再生能源關鍵角色 水力發電潛力無窮
隨著環境永續意識的提升，以及2050淨零排放的目標推動，水力發電無庸置疑地扮演著再生能源中的關鍵角色。日月潭周邊的明潭電廠與大觀二廠身為抽蓄電廠，過去曾是核能發電的協力夥伴，而因應再生能源的崛起，抽蓄電廠成為與再生能源合作的生力軍。日月潭水庫作為這兩座電廠的主要水源，其庫容的大小直接影響了應對尖峰負載的能力。隨著清淤工程的進行，日月潭的庫容增加，將使其有更大彈性應對尖峰時段的負載。
抽蓄水力宛如大型儲能電池，是提升電網韌性的重要調度資源。左為明潭水庫及明潭電廠，右為大觀二廠抽蓄水力機組。
抽蓄水力宛如大型儲能電池，是提升電網韌性的重要調度資源。左為明潭水庫及明潭電廠，右為大觀二廠抽蓄水力機組。
「再生能源的特性是在夏天白天的時候尤其充沛，而抽蓄電廠就像大型的儲能電池，能將多餘的電力儲存起來以應對未來需求。除了用來調節每天的用電日尖峰和夜尖峰，在需要緊急發電的時候，抽蓄電廠大約8分鐘就能滿載發電，對於增加電網的電力調度彈性很有幫助，整體而言未來水力發電的發展潛力非常可觀。」鄧文貴滿懷信心地說。 近年台灣各地的重要供水水庫都在持續強化水力排砂防淤設施，曾文水庫防淤隧道已於2017年完工啟用，白河水庫防淤隧道也於2019年完工，而霧社水庫防淤隧道完工後，預估每年可以減少75萬立方公尺的淤積，期能有效維持水庫庫容、穩定供電，履踐再生能源永續經營的目標。