缺水如何影響供電？ 水力發電那些小而重要的事——全台最大儲能電池「日月潭」的乾涸危機
跟著環境資訊中心走一趟中部用水源頭，來到水位創下歷史新低的日月潭，蓄水量只剩兩成五，為了留住珍貴水資源，面對發電與儲水的難題。
台灣面臨史上最嚴峻的旱災，全台最大水力發電設施日月潭露出大面積龜裂的潭底。孫文臨攝
一滴水發無數次電 認識全台最大儲能系統日月潭
馳名中外的名勝日月潭，每到旅遊旺季總是遊人如織，但遊客們可能不知道，這座美麗的淡水湖泊，不僅是一座離槽水庫，更是維持台灣供電穩定的重要發電設施。
日月潭的水來自濁水溪上游的武界壩與栗栖壩，攔截溪水後，經由15公里長的引水道送水入日月潭；水社壩與頭社壩完工後，日月潭水庫才算完成，設計容量約1.7億立方公尺，有效容量現在僅剩約1.3億立方公尺，淤積率約20%。
利用高低落差的水流力量推動發電機的原理，水力發電是世界主要的電力供應來源之一，世界前十大發電廠中，就有8座為水力發電機組。
台電說明，水力發電僅需3~5分鐘即可支援電網，是升降載最快速的發電機組，且為乾淨能源。也因此，有別於水利署管理的水庫以供水為主要能力，中部地區的德基水庫、霧社水庫、日月潭水庫都是由台電管理，肩負發電的任務。
有如「最大電池」 日月潭善用水力發電 堪比半座中火
水力發電大致可分為「慣常水力」與「抽蓄水力」兩種類型，慣常水力發電後的尾水直接排至下游；抽蓄水力則像一座巨大的儲能設施，在用電尖峰由上池放水到下池「發電」，發完電後把水貯存在下池，待用電離峰時，再將水從下池抽回上池「充電」，反覆利用。
日月潭共有三個出水口，分別將水送到大觀一廠、大觀二廠及明潭電廠發電。「大觀一廠」是最早興建的機組，1934年日治時期就已啟用，共有5部慣常水力機組。發電後的尾水排到下游調整池，供「明潭電廠鉅工分廠」2部慣常水力機組再次發電，發電後尾水會排至水里溪，並與濁水溪匯流至集集攔河堰，供水給彰化、雲林地區的民生、農業及工業使用。
大觀發電廠二廠以日月潭為上池、明湖水庫為下池進行抽蓄水力發電。孫文臨攝
大觀二廠及明潭電廠則為抽蓄式水力發電，分別啟用於1985年、1995年。「大觀二廠」以日月潭為上池、明湖水庫（復旦池）為下池，共有4部發電機組，裝置容量約1000MW，發電後的尾水會貯存於明湖水庫，再抽回日月潭，或放流至明潭水庫。
明潭電廠則以日月潭為上池、明潭水庫為下池，有6部發電機組，裝置容量約1600MW，是世界第十大的抽蓄水力電廠，發電後的尾水貯存於明潭水庫，再回抽到日月潭，或透過水里機組發電後排放到水里溪，再與濁水溪匯流至集集攔河堰，替濁水溪下游地區供水。
大觀二廠與明潭電廠的抽蓄機組裝置容量合計2600MW，將近半座台中火力發電廠。相較之下，同樣利用日月潭水庫發電的慣常水力機組（大觀一廠、鉅工、水里等共8部機組）總裝置容量僅約166MW。
日月潭水庫由台電大觀發電廠管理。圖片來源：水利署第四河川局
缺水時期 有水也不能發電 日月潭快成「乾電池」
在缺水時期，慣常水力機組難以全速運作，而抽蓄水力為了蓄水，也無法完全發揮發電功能。如同燃氣機組需要天然氣的穩定供應才能運轉，水力發電機組也需要充足的水資源才能發電，今年嚴重的乾旱，已讓諸多水力發電機組停擺。
因水位過低，大甲溪最上游的德基水庫2月起停止發電；濁水溪最上游的霧社水庫需每天蓄水約20個小時，才能發電4小時；日月潭水庫的水力發電機組，則考量貯存珍貴水資源，配合中區水資源局調度，每天定量放水到集集攔河堰，無法全力發電。
武界壩與栗栖壩攔截溪水送入日月潭，進水口淤積明顯。圖片來源：台電月刊
水力發電機組的需水量多寡，和其高低落差有關。大觀二廠發電機組與日月潭落差約310公尺，約須93CMS（立方公尺／秒）的水才可推動一部250MW的發電機。而明潭抽蓄式發電機組則有380公尺的落差，82CMS即可推動一部267MW的水力發電機。
不過，正如同充電電池有容量限制，抽蓄式水力發電同樣也有容量限制，除了上池的水用完就要停止發電外，下池一旦放滿了，也無法再放水發電，除非將水再往下游放。明湖與明潭兩座水庫總容量合計約為2000萬噸。
517停電時，台電就臨時從明潭水庫放流約20萬公噸的尾水排至濁水溪，引起爭議，但台電大觀電廠澄清，放流的水仍會蓄存在下游集集攔河堰，目前每日需供水約60萬噸到集集攔河堰，前一天多放的水，隔一天就會少放一點水，因此水資源並無浪費。
用水與用電的兩難 中部地區用水怎麼來？
台灣中部的大甲溪與濁水溪，從上游到下游都有多座水庫，濁水溪由最上游的霧社水庫放水發電，水會經過武界壩流入日月潭，經抽蓄機組多次反覆發電後，再經由慣常水力發電機組放流回水里溪，與濁水溪匯流至下游的集集攔河堰，在此才會進入自來水系統，並分別供應麥寮六輕、農業用水及家家戶戶的水龍頭。
台電大觀電廠表示，日月潭的抽蓄機組順利運轉，水位約需至少732公尺（海拔），蓄水量有3000萬噸。但由於乾旱嚴峻，日月潭水位目前僅剩海拔733公尺，蓄水量剩下2920萬噸，若水位再下降，低於海拔727公尺，慣常與抽蓄水力發電機組都將無法運作。
事實上，日月潭原始水深約5公尺，是1934年水庫完工後水深才提高到27公尺，滿水位約海拔749公尺，如今水位已下降17公尺，若再降低5公尺，日月潭或將回到百年前邵族族人在此生活的模樣。
台灣面臨史上最嚴峻的旱災，全台最大水力發電設施日月潭露出大面積表土。孫文臨攝
對於供電與缺水的兩難，經濟部次長曾文生在514大停電時的記者會上坦言，當所有最壞狀況疊加在一起的時候，真的應付不來，「但政府不該讓人民兩者擇一，我們必須努力做到滿足用水用電，讓人民不用選擇。」
小而重要的存在 抽蓄水力僅佔全台用電1.3% 卻是最佳救援投手
事實上，全台共11座的水力發電廠，中部地區就佔了七成以上，雖然水力發電的年發電量僅約佔2%。去（2020）年一整年的總發電量，抽蓄水力更僅佔1.3%，但因為快速起降以及儲能功用，抽蓄水力卻是「小而重要的存在」，扮演穩定供電的關鍵角色。
地球公民基金會副執行長蔡中岳曾針對「為何備轉10%亮綠燈，電還不夠用？」在臉書上評論指出，抽蓄水力作為儲能設備，就是應對臨時缺電的最大救援投手，「發電量不在多而在即時救援能力。」
以517夜間停電50分鐘為例，若這50分鐘，日月潭有水可以發電就能撐過，但在缺水的情況下，當天下午興達電廠1號機故障時，僅有的水力已經被用完，晚上就無力救援。
台灣面臨史上最嚴峻的旱災，全台最大水力發電設施日月潭露出大面積表土。孫文臨攝
蔡中岳說，抽蓄水力就像電池，必要時拿出來用，但用完就沒了，除非有更多電池。「長期規劃儲能設備，應有更完整的評估，多做未必就好，譬如現在缺水就無法派上用場。」
