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「國防綠能」的現在與未來

2021-04-29

撰文/陸軍軍官學校通識教育中心 厲復霖副教授

 

    政府於2017年4月完成「能源發展綱領」修正案,經濟部亦以此為根據在2020年11月提出「能源轉型白皮書」,作為我國邁向2025年非核家園願景、推動能源轉型的最高指導原則。深究上述指標性政策宣示內容,可明顯看出綠能產業都是居於最關鍵的位置,其主要著眼於「只有穩定地發展綠能」,臺灣才有辦法落實能源轉型目標,並且布局下一個世代的產業競爭力,接軌國際供應鏈的新標準,強化臺灣在國際的競爭優勢,追求永續發展。

   在此背景下,我們也了解世界各國已將能源發展作為維繫國家競爭力與國防安全的重點項目。以法國與美國為例,自本世紀初期以來,法國國防部已經意識到綠色能源的重要性並開始推動諸多計畫與政策。首先,其在2019年9月公佈「太陽空間」(Place au soleil)計畫,目標在3年內逐步釋出2000公頃的土地設置太陽能板進行發電;同時也聚焦在生質能源(Biomass energy)的應用,其在普羅旺斯-阿爾卑斯-蔚藍海岸大區(Proience-Alpes-Côoe)的沃克呂茲省(Vaucluse)的軍事基地,設有以生質能源為燃料的供暖設施,可減少90%的二氧化碳排放與45%的石化燃料使用。而美國國防部則是公布將於2025年前達成3兆瓦再生能源發電的目標,以供應750,000個家戶綠能電力,其陸、海、空三軍將各自完成1兆瓦再生能源裝置容量,來源包括太陽能、風能、生質能源、以及地熱能,軍方的地面系統電力暨能源實驗室(Ground Systems Power and Energy Lab, GSPEL)也在密西根州開設了車輛替代燃料研究實驗室,目標即在研發綠色作戰車隊,將燃料電池、油電混合系統及電動車電池應用於軍用車隊,未來也不排除將先進技術開放給企業部門。

   因此,將能源與國防、產業結合已是全世界的普遍共識。臺灣受限於國際局勢及地理環境,國力與資源本就十分有限,在國防安全的考量下,更應積極設計與佈署各項戰力保存作為並更進一步發展綠能電力系統,平時作為分散式智慧電網的基礎、減緩電力備載容量的壓力及降低化石燃料發電產生的空汙,更能作為擴大內需的手段以帶動各項綠能產業的蓬勃發展。

圖一、國防綠能基地展示

    為響應政府發展綠能的政策及理念,國軍各單位近年在相關領域也多所用心,例如在新式營區的設計中,就考量到兼具滯洪防災、節能減碳、綠能環保特色和優質生活環境的多功能性;2017年國家中山科學研究院綠能團隊利用特別開發之社區型儲電系統,選擇在高雄市杉林區日光小林村15戶住家建置示範系統,成效相當卓著;2020年12月17日三軍總醫院「太陽光電系統」也正式啟用,更成為軍醫體系及北部地區太陽光電設置量最大的醫學中心,年發電量可達到170萬度,相當於提供502戶家庭1年用電,可減少碳排放約905公噸,等同2.3座大安森林公園吸碳量,為國家生產製造綠色能源盡心盡力。

圖二:日光小林村社區型綠電系統

圖二、國家中山科學研究院開發日光小林村社區型綠電系統

三軍總醫院響應政府綠能政策01三軍總醫院響應政府綠能政策02三軍總醫院響應政府綠能政策03

圖三、三軍總醫院「太陽光電系統」正式啟用

    目前國防綠能的發展上,除國軍各營區,包括陸軍官校校區在內,已配合政府能源轉型政策,除租賃公有不動產予廠商設置太陽能光電設備,全面推動設置屋頂型太陽光電系統外,國防部軍備局等研究、生產單位也積極發展各項綠能應用的軍民通用科技,持續投入微電網、儲能、綠能電動車充電等系統及關鍵技術的研發。

    另外,自2018年起,陸軍官校加入教育部「潔能系統整合與應用人才培育計畫」,為考量在現代化的作戰及防災救助緊急應變任務當中的能源需求,在學生專題實作課程中,結合國防與綠能元素,讓學生動手實作各式可應用於軍事上之綠能裝備,2021年3月在教育部支持下開幕揭牌的「國防綠能實踐基地」就是為兼顧未來能源發展與國防軍事應用需求而建置,除配合行政院政策外,主要目標即在發展符合戰備演訓及救災需求之營區微電網、移動型發電及儲能系統、攜帶型發電及儲能裝備。

圖四、國防綠能實踐基地外觀及展示用品

    「國防綠能實踐基地」設置在高雄鳳山陸軍官校,是以教育國軍官兵能源知識及發展綠能軍事應用為主,基地整合創能、儲能、節能及系統整合技術,建置具教育、推廣、訓練功能的國防綠能示範系統,希望藉由實地展示相關裝備及系統,讓民眾與國軍官兵深入了解綠能在國防上的應用。目前基地展示設備包括三大部分,分別為:

1. 營區微電網:此系統可作為未來國軍規劃現代化營區綠能供電示範案例,例如每棟兵舍視週邊地理環境於屋頂等處設置太陽能板、小型風機等發電裝置,各兵舍建立小型獨立儲電系統,並串連大型電量的儲電系統,當進行太陽能、風能發電時優先供應兵舍使用,多餘電量儲存於大型電量的儲電系統,採電力自發自用以實現在地產電、在地使用,亦能提升綠能環保及節能減碳作為。

2. 移動型發電及儲能系統:具備綠能發電及儲能等部分,發展之移動型智慧儲能貨櫃及移動型綠能發電與儲能系統可供野戰指揮所之應用,或作為救災部隊之機動電力來源。

3. 攜帶型發電及儲能裝備:始於單兵創能與儲能裝備,包括單兵攜帶型可撓式太陽能板、野戰行動電源、應急燃料電池、綠能戰術背心、太陽能救生衣、太陽能野戰背包、太陽能偽裝帽…等。

圖五、國防綠能基地實作展示用品

    此外,本基地亦肩負著教育及訓練國軍官兵的重責大任,將以國防綠能巡迴列車方式對國軍軍事校院、各軍兵種、不同地區的國軍官兵實施能源教育,並結合國家中山科學研究院、在地能源相關產業及澎高屏地區的教學、研發能量,利用暑假對軍職及民間人士辦理能源科學營隊,同時開辦國軍能源技術培訓及認證班隊,並申請國防經費挹注基地維運,以利永續經營。

    未來希望透過基地的參觀導覽、課程開設及活動辦理,激發軍校學生與國軍官兵在綠能上設計與發想的創意,以推動國防綠能相關裝備、設施與系統的研發,為國家及國軍的綠能發展,貢獻陸官之力。此外,基地亦設計若干能源教育課程,並配合各式太陽能、風力發電等教材包,讓學生在官校基礎教育中,扎下能源教育根基,進而擴大國防綠能的發展與應用。