台電月刊 - 打開電力新視野

台電攜手中研院合作混氫發電實驗有成

去碳燃氫技術具五大優勢

732期

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文|柯宗鑫 圖|李政剛、公眾服務處

為實現「零碳電力」目標,台電除了選定高雄興達發電廠作為混氫發電示範基地之外,更積極拓展新能源應用技術。其中針對去碳燃氫發電,在今(112)年2月份,台電聯手中央研究院(後簡稱中研院)正式簽署「減碳及綠能技術發展應用合作備忘錄」。時隔9個月後,11月14日雙方共同於台電綜合研究所樹林所區舉辦「去碳燃氫發電技術發布會」,展現串接小型商用發電機組的成果。

因應2050淨零排放政策,從低碳走到零碳,「增氣減煤」為推動能源轉型的關鍵之一,然而燃氣發電仍有碳排問題待解決,因此透過去碳燃氫技術將天然氣(主要成分甲烷)裂解為氫氣與固態碳(Carbon Black, 碳黑),所取得的潔淨氫氣即可運用於燃氣混氫發電及工業使用,進而落實零碳願景,就成為台電與中研院的現階段目標。

發布會當天,總統蔡英文親自出席,與總統府秘書長林佳龍、副秘書長張惇涵、國策顧問何美玥、立法委員蘇巧慧、立法委員洪申翰、經濟部部長王美花、國家科學及技術委員會主委吳政忠、國家發展委員會副主委高仙桂、國家實驗研究院院長林法正、國家中山科學研究院副院長羅意中、能源署副署長吳志偉、中央研究院院長廖俊智等貴賓,以及經濟部次長兼台電代理董事長曾文生、台電總經理王耀庭、綜合研究所所長鍾年勉等人,一起見證我國氫能技術的發展里程碑。

蔡總統致詞表示,「2050淨零排放為全球共識,政府宣布2030年前將投入9,000億元推動12項的關鍵戰略,今年3月則提出淨零科技方案,每年擬投入150億元加速淨零科技的研發跟應用,以促進淨零技術市場化,透過場域實證加快技術落地。而中研院與台電發布的去碳燃氫成果,就是產學合作的最佳案例。」

近幾年來,各國都在積極發展氫能、碳捕集與封存及其它前瞻節能跟綠能技術。蔡總統指出,「中研院和台電成功整合由台電引進的國內第1套65kW混氫型微氣渦輪發電系統,並於9月成功以混氫10%比例運轉發電。相信隨著能源科技的突破創新,將是帶領臺灣邁向淨零的關鍵。」

去碳燃氫技術五大優勢 放大零碳電力效益

以天然氣發電的碳排量雖然比燃煤少,排出來的碳仍須另以碳捕集與封存技術處理。根據去(111)年中研院發表的〈臺灣凈零科技研發政策建議書〉,「創造足夠的零碳電力」為淨零策略的重點,建議書特別提出「淨零五箭」,包含去碳燃氫、深層地熱、洋流發電、高效太陽能與生質碳匯為優先推動技術。其中第一支箭「去碳燃氫」,在中研院與台電歷時數月的密切研究測試下,終於成功在近期取得可實用的表現成果。

中研院廖院長表示,「臺灣碳排量在民國107年的統計高達2.8億公噸,當中約50%來自於發電。」對此,兩年前中研院提出的天然氣甲烷裂解去碳燃氫技術,兼具供應氫氣與固碳效益,並可免除二氧化碳捕集與儲存。與台電的合作,則進一步證實該技術可接軌既有發電系統,將研究與應用成功垂直整合。

針對中研院去碳燃氫結合發電技術的多項優勢,該院永續科學中心執行秘書陳于高說明,首先,天然氣去碳產氫僅需電解水七分之一的能量,能量消耗相對較少;其次,去碳燃氫設備可直接建置在發電廠,直接送入渦輪機發電,不須額外興建儲存和運送等基礎設施,減少儲氫和運氫問題;第三,可藉由提高去碳轉化率及混氫比例,循序創造低碳電力,逐步減碳至零碳發電;第四,若以再生能源產生的綠電投入,將可產出達到三倍複利效果的零碳電,讓零碳電效益以指數方式放大;最後,藉由去碳燃氫技術所獲得的碳黑具附加價值,將可作為工業材料。

技術成果讓世界看見臺灣 下一步投入興達示範基地應用

經濟部王部長提到,「國際能源署曾經警示,單靠既有技術恐難以實現2050零碳目標,必須再擴大發展更多能源科技。本次的發布會成果,不只可讓世界看見臺灣的研究表現,亦有利於我國爭取加入跨太平洋夥伴全面進步協定(Comprehensive and Progressive Agreement for Trans-Pacific Partnership, CPTPP)。」儘管目前各國都在投入氫能,但綠氫的來源亦是一大課題,除了使用再生能源電解水製造氫氣,另一種作法即為天然氣蒸汽重組或裂解製氫。王部長表示,「短期內綠氫雖可仰賴進口,中長期的未來仍要尋求自主生產。在臺灣的再生能源依然處於供不應求的情況下,中研院的技術研究成果將對臺灣燃氣發電的減碳計畫帶來極大幫助。」

接下來的目標,台電預定在今年年底前將去碳燃氫產出的氫氣,使用於興達發電廠燃氣混氫發電示範基地,做為部分氫氣來源。曾代理董事長表示,「倘若氫氣來源供應穩定、輸儲設施搭配完善下,以氫氣替代5%天然氣估算,每年將可減少超過7,000噸碳排放量。下一步台電將視技術發展進程,逐步提高混氫比例,再推展至國內其它電廠機組。」

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