混氫初試驗降碳排　逐步邁向純氫之路

當國發會制定出2050淨零排放路徑後，各部會及所屬機關皆開始動起來，希望能依重要時間點逐步邁向純氫。今（112）年底台電也將於興達發電廠進行5%混氫試驗，希望多累積相關數據，成為未來純氫時代的穩固基石。

逐步加氫減碳　改善傳統火力發電副作用

由於興達發電廠舊燃煤1號機、2號機將於今年9月及12月除役，剩下舊3號機及4號機也將在未來幾年陸續除役。為了穩定供電，多年前興達發電廠就開始進行更新改建計畫，其中新增燃氣複循環機組接替燃煤機組，作為穩定供應南部電力的重要支柱。

過去興達發電廠在進入空污季之後（每年10月至隔年3月底），會減少2部機組投入發電，同時限縮65%的用煤量，供電的重擔則是交由燃氣複循環機組來承擔。現在為了更進一步減少碳排放，興達發電廠作為混氫發電示範基地，也著手進行既有機組的升級和改造，讓混氫試驗真正開始進行。

國家發展委員會（後簡稱國發會）在「臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明」當中，明確規劃出未來各項能源的使用藍圖，其中包含氫能要達到發電占比9%至12%之間，並藉由氫能發電帶動相關產業，讓氫氣供應鏈可逐步建立。

根據經濟部制定的〈經濟部臺灣2050淨零轉型「氫能」關鍵戰略行動計畫〉，顯示導入氫能被視為在零碳排中的重要能源推動項目，總體績效指標、衡量標準及目標值在2025年混燒測試階段，預估為燃氣混氫發電累積裝置量91MW，2030年新增燃煤混氨發電累積裝置量800MW，預估減碳約6,877公噸。

混氫原理很簡單　規模放大另有關竅

當國發會制定出2050淨零排放路徑藍圖之後，經濟部隨之也要求台電朝2050淨零的目標前進。未來火力發電廠如果要持續使用，就必須要減少排碳量，且未來氫能會逐年提升，最終要達到整體發電占比的9至12%之間，燃氣混氫「勢在必行」。礙於國內還沒有相關技術及資料，目前必須要先做示範性的測試，在盤點現有的場地、設備、供應、環保、各式法規等限制下，在可行的電廠進行先行測試。

發電處處長鄭天德說，目前台電燃氣複循環機組型號眾多，各個原廠也都陸續推出加裝混氫模組的擴充更新配套設計，混氫量最高可以到30%；也有原廠提出能夠以現有機組全氫氣，但這些都需要一步一步經過測試，因此台電才規劃由興達發電廠開始，以混燒5%作為驗證測試的第一步。

台電現有的燃氣複循環機組都是使用中油進口處理過後的天然氣（Natural Gas, NG），天然氣的成分最主要就是甲烷（CH4），當甲烷燃燒後會產生二氧化碳及水蒸氣（CH4+O2→CO2+H2O），對於環境來說，雖然有排碳但也比燃煤電廠少上許多。未來如果只使用氫氣（H2），其中沒有碳元素的存在，在燃燒過程當中就不會排碳。

多方考量混氫示範機組　終定興達3-3號機組為首選

為了找出適合作為混氫的示範機組，台電可是傷透腦筋。鄭處長說，台電過去有評估過4個複循環電廠，由北至南依序是北部的大潭發電廠、中部的通霄發電廠、南部的南部發電廠及興達發電廠等既有機組，而台中發電廠正有兩部興建中的複循環機組正在施工。

在這麼多機組當中，如何選擇適合用於混氫的示範機組？鄭處長說，首要考慮機組是否有能力，這就包含電廠在規劃設置各個機組的時候，是否有額外的空間可以安裝設備及讓運氫氣的槽車可以停放。第二要考量是機組可使用時間的長短，如果機組的剩餘時間太短，混氫測試也沒有意義。至於新機組雖然各家原廠可能有提供混氫的解決方案，但是機組將面臨保固問題，在保固期間進行混氫計畫可能會有影響，因此就先排除在首波示範計畫內。

因此挑選適合的電廠作為示範基地，便是一項深具挑戰性的任務。鄭處長指出，通霄發電廠的4號、5號及6號機即將面臨除役，且因為太舊、原廠並沒有提供混氫的相關配套措施，而新1號、新2號及新3號機都因為還在保固期間，所以通霄發電廠就被排除在示範計畫當中。大潭發電廠現有的1至6號機，當時在評估時原廠三菱還未提出混氫的解決方案，8號機、9號機興建中，7號機正在從單循環改建為複循環機組，所以大潭發電廠也同樣沒有入選。南部發電廠1至4號機也同樣沒有混氫的功能。最終考量興達發電廠時，廠區的腹地及氫氣供應都符合測試的規劃，因此選定興達發電廠的3-3號機組來進行測試。

首座混氫試驗基地　年底前邁出重要一步

由於混氫設備希望能找原廠的相關組件，才能發揮最大效力，鄭處長表示，也因為原廠對機組最清楚，透過招標後興達3-3號機組由西門子公司得標，經過原廠討論後，相關設備也都敲定部分由德國做好後運抵臺灣，已經在10月中下旬抵臺，現在正在等待3-3號機組停機檢修後開始加裝設備。

關於混氫的相關預算，根據預算書顯示，目前初步規劃混氫試驗的經費約4.54億元，其中包含增設設備及管線等相關的費用，燃料則另外進行招標，最後決標由聯華氣體供應測試期間所需之氫氣。

至於如何進行混氫驗證？首先會以7天混燒8小時來驗證，考量到氫氣完整的卸輸儲等設備還未完整，會先以儲氫槽車為現階段具體可行的存放及運輸方式。

混氫學問大　逐步驗證穩健擴展

實際上天然氣的甲烷跟氫氣的熱值是不一樣的，熱含量並不相同。過去的燃氣複循環機組，最初在設計時，都是以天然氣作為燃料，現在更換為氫氣後，裡面的熱值、燃料的流動速度也需要調整，否則很有可能會造成燃燒的不穩定，如果反應更激烈、讓機組溫度更高，很容易讓氮氣在高溫作用下形成氮氧化物（NOx），相關數據也得靠混氫試驗後才能得出。

既有的機組是否可以作混氫的測試？鄭處長說，首先要先從設備面開始思考，發電機組是否可以加裝設備，廠區是否有足夠空間可以安置混入氫氣的管線。第二就是要考慮氫氣的供應來源，因為發電機組使用的燃料量都很大，因此未來氫氣的供應，經濟部已經要求中油肩負起責任，未來逐步從供油供氣轉型成供氫。

打造完整產業供應鏈　助力氫能未來發展

雖然現在稍微看到混氫的初步雛形，但是後續還要有完整的氫能供應鏈支撐，才可能讓混氫有更大規模的試驗。鄭處長表示，現在的氫能都是來自工業上製氫，未來要大量發電就會需要有穩定且充足的供應量，預估氫氣供應會委託中油來提供，不過依目前時程表來看，從穩定的氫能接收站、到管線運輸至電廠，要有具體可行的規模，需要等到民國135年才會完整的成形，中間這段設備的建置還需要多方努力才能達成。