【人物專訪】好奇「電從哪裡來?」而成為電機教授——專訪郭政謙主任

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5/25(六)郭政謙主任主講:「能源發展之國際趨勢」

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採訪、撰文|李宜靜

臺灣科技大學電機工程系 郭政謙 特聘教授兼主任|來源:講師提供

審訂|郭政謙 主任

郭政謙為現任國立臺灣科技大學電機系特聘教授,主要的研究領域包含儲能系統規劃與監控設計、能源與電力監控、再生能源衝擊分析等,這次的講座他將以「能源發展之國際趨勢」為題,分享世界各國在面對能源轉型下,所面臨的各項問題以及對應的解決政策。在講座開始之前,先來看看郭政謙教授的求學歷程及他告訴我們的基礎能源發展現況。

 

從小對技術感興趣,好奇電從哪裡來?

郭政謙從國中畢業後走向了技職體系,先是在臺北工專念了電機科,接著進入臺科大就讀電機學士。說起小時候的志願,他說,第一個志願是當老師,那時的他覺得當老師的小孩很幸福!因為寒暑假能夠有比較多的時間陪伴孩子。第二志願則是到修車廠工作,因為小時候就對這樣技術面向的工作很感興趣。在大學時期學習了基礎科學知識後,上了碩博班時,他因為對於「電從哪裡來?」這個問題感到好奇,而選擇了能源為主要的研究方向。

後來郭政謙不僅繼續在電機領域鑽研,也成為了高等教育技職體系的教師。重視技術層面的他,博士班畢業後便開始在科技大學任教,並在十年前,回到臺灣科技大學任教。在這裡有別於研究型的大學,學生及教師都有許多與業界合作的機會。他說,目前他的工作內容中,以產業合作為導向還是占最多數;但在高等教育體系中,還是必須要有前瞻技術導向的研究,目前比例約為7:3。

 

能源轉型勢在必行,從燃燒化石燃料到靠天吃飯的再生能源

目前全世界都在面臨能源轉型的議題,以前人類的電力主要來自於燃燒化石燃料,大多是煤或者天燃氣。然而科學家們發現,這些原料已經漸漸被用完;另一方面,燃燒化石燃料所排放的二氧化碳,是導致氣候變遷的重要因素之一,也因此人類正在積極尋找替代方法。

在當今的的國際趨勢下,再生能源成為重要能源轉型的方向之一,不過,郭政謙坦言,部分再生能源與化石燃料最不一樣的地方就是「它必須靠天吃飯」。過去燃燒化石燃料,人類是定期從外部取得煤或天燃氣後,丟入火力發電廠,可以很精準地獲取想要的發電「量」。然而,太陽能、風力發電、水力發電,這些能源需依靠著當下的天氣狀況,人類很難控制這些發電模組可以產生多少的電。像是2022年的水情相對吃緊,也導致了水力發電量較以往同時期更為少,缺少的發電量就需要用其他發電方式補齊,而「儲能」也成為近年來能源技術的重要發展方向。

 

能源科技化是供電穩定的重要發展方向

但臺灣到底缺不缺電,一直是大眾所關心的問題。郭政謙說,臺灣目前沒有真正發生「缺電」的情況。缺電指的是長期的發電量少於用電量,而線上運轉機組多於用電量的部分稱為備轉容量,當備轉容量過低時,容易導致短期電量不足的情況發生,但並非真正缺電。再者,現在部分區域發生的停電事故,主要都是大多是發電機組或是運送電力的零件老化或壞掉所導致的。他說,現階段的解決方式,就是盡量提早預警並修復老化或壞掉的機組,就能盡速復電。

長期來看,分散式電網是降低停電發生機會的解決方法之一,不過郭政謙認為,分散式電網其實是一體兩面的。將能源系統分散化的過程中,必須要搭配妥善的管理機制,像是良好的網路系統、資訊技術,才有機會創造更穩定的系統,否則也可能會產生比原本集中式管理更不可靠的結果。

面對能源轉型,郭政謙以電機專業角度提倡「能源科技化」。能源未來發展趨勢包含三大方向:創能、儲能與節能。電機領域的研究目的,在於把發電效率最大化,同時,導入資訊科技,針對用電需求調度電力。他舉例,像是尖峰和離峰電價不同化,更可以做到能源套利,他們目前也正在與業界合作,研究資訊的加入如何使能源效益最大化。

這次的講座郭政謙將更深入地為觀眾介紹人類是如何產生電的?我們為什麼要進行能源要轉型?當我們沒有化石燃料了,我們的生活會變成什麼樣子呢?

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