2030年以後,當台灣西部海域立滿離岸風機,沿岸製氫廠將是讓再生能源穩定的最佳調節。圖為台電於彰化芳苑外海開啟離岸一期計畫。台電提供
閉上眼睛想像一下,2030年以後的某一天,當台灣西部海域立滿了一支支高聳的離岸風機,那天風況特別好,所有海上風機都在快速轉動葉片發電,但這些大自然恩賜的能源,如果一時間全輸到電網,電網流量太大,恐怕造成供電不平衡,進而跳電。假若,在沿岸能有一些氫能廠,將這些離岸風機所發的電,直接在海邊電解成氫氣,製成「綠氫」,待風況不好時,再把氫氣取出,並混入天然氣發電機組發電。這是不是解決了很多再生能源的問題?經濟部能源局能源技術組組長陳崇憲在接受《太報》專訪時,用以上描述,帶領讀者想像下世代全新的能源型態。
透過「氫能」的轉化,既調節了綠電併網的壓力、穩定電網,也生產「綠氫」、減少燃氣發電的碳排放量,一舉數得。這也是為什麼經濟部次長、台電代理董事長曾文生多次強調,天然氣電廠是台灣最佳的「橋接」能源。現在加速建設的天然氣電廠,未來都可以藉由混燒氫能,進一步降低碳排量;也可藉由生產「綠氫」的技術,破解再生能源間歇性的弱點。
根據台電綜合研究所的數據,目前天然氣電廠每度電的碳排量已降至300多公克,如果混氫5%可以再減碳1.6%,混氫10%可減碳3.2%,以此類推下去。
陳崇憲指出,根據歐洲國家經驗,舊有的天然氣機組與氫能混燒到20%已不成問題;國際上西門子、三菱、奇異等大廠也先後表態,大約在2025年前後,就可以生產出100%氫能發電的機組。
然而,即便是有了100%氫能發電機組,投入的燃氣混燒的也要是「綠氫」,才具有淨零排放的實質效益。即便不是「綠氫」,至少也要是「藍氫」、「藍綠氫」才有意義,如果仍是目前市面最大宗的「灰氫」,其也是由天然氣產製而來,對實質減碳不具意義。
經濟部能源局能源技術組組長陳崇憲表示,透過「氫能」轉化,既調節了綠電併網的壓力、穩定電網,也生產「綠氫」、減少碳排。廖瑞祥攝
邁入氫能元年 最艱鉅的基礎設施向先行國家取經為搶占氫能時代的商機,各國莫不使出渾身解數;鄰近日本、韓國祭出補助購買氫能車、設置加氫站。
我國能源局也在4月下旬將氫能納入《能源管理法》,預告期在6月20日結束,台灣正式邁入氫能元年。
事實上,為了讓我國邁向氫能經濟的腳步不致落後國際,經濟部已在2021年成立「氫能推動小組」,由政務次長曾文生擔任召集人。
根據能源局「氫能關鍵戰略行動計畫」,為邁向2050淨零排放,台灣在氫能發展策略分成氫能應用、氫能供給、基礎建設。應用端又分成發電、運輸、工業三面向;氫能供給也分成進口及自產兩種;至於最艱鉅的基礎設施,則積極展開國際交流,向先行國家取經,也請中油儘速建置首座移動式加氫站。
我國氫能發展策略
為搶占氫能時代的商機,各主要車廠都推出氫能車。 圖為BMW氫能車。 取自BMW網站
氫能發電將扮演要角 2050占比將上看12%這些規畫中,看起來進度最快的會是天然氣發電混氫的示範計畫。
台電綜合研究所所長鍾年勉表示,目前已利用興達電廠的西門子公司的天然氣發電機組,進行氫氣混燒試驗,目前混氫5%已成功,將朝10%、20%逐步推進,並於今年底正式啟動示範計畫。。
台電綜合研究所所長鍾年勉表示,從技術上看,興達電廠混燒氫能5%沒有問題,但關鍵還有穩定的氫能供給。廖瑞祥攝
據國發會2022年3月30日公布的「台灣2050淨零排放路徑及策略總說明」,為實現2050淨零排放,我國能源結構要變成60%至70%的再生能源,27%至30%的化石能源加上碳捕捉及封存(CCS),最後9%至12%就要仰賴氫能發電。
陳崇憲解釋,如此發電占比有很大一部份是靠再生能源,但再生能源不穩定,台灣製造業需要的是穩定能源,因此才會規劃讓近3成的電力來自「化石燃料+CCS」,利用技術將天然氣裡的二氧化碳捕捉並封存在地底下,供電就能穩定;而1成左右的氫能發電就是穩定的能源。
「不過,以發電來看,如果設定9%至12%靠氫能發電,相當於一年需要239萬噸的氫能,量相對大。」陳崇憲道出目前氫能發電的第一大瓶頸,台灣的氫能要從哪裡來?鍾年勉也說,目前興達電廠混燒氫能5%沒有問題,既有發電機組設備也不用大幅改裝,但首要關卡要解決「料源不足」的問題;即便設備經過改裝後,混燒比率可以上升到15%,但問題是一時半刻找不到那麼多的氫能。
除了氫能從哪裡來,相對於天然氣,氫也是一個相對不好運輸與儲存的氣體,國際上各種輸儲技術都在起步發展中,台灣該怎麼選擇?