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台電、中研院攜手研發「去碳燃氫」 成功發出首度電



為達成電力去碳化目標,中研院研發「去碳燃氫」技術,將天然氣裂解成氫氣與固態碳,過程不會產生二氧化碳,中研院宣布與台電合作的發電實驗成功,順利將產出的氫氣投入燃氣機組混燒發電,台電規劃將應用於興達電廠示範機組,進一步減少碳排放。


去碳燃氫走出實驗室 順利結合發電系統運轉

台灣2021年溫室氣體淨排放量約2億7000萬噸CO2e(二氧化碳當量),其中發電碳排占最大宗。根據國發會「2050淨零路徑」,政府規畫短中期先以碳排放較低的天然氣橋接再生能源,逐漸取代傳統燃煤發電。


為進一步降低碳排,台電2023年2月在興達啟動天然氣混氫發電示範機組,並和中研院簽署合作備忘錄,研發「去碳燃氫」發電技術,更於今日宣布研發成功。


中研院院長廖俊智說明,去碳燃氫技術是利用高溫裂解天然氣,分出「碳」與「氫」,後者用來燃燒發電。此次成功和燃氣發電設備結合運轉,證實此項技術能接軌既有發電系統,將可減少天然氣發電後的二氧化碳捕捉及儲存的問題,對天然氣發電減碳有極大助益。


台電表示,去碳燃氫技術和台電第1套65kW混氫微型氣渦輪發電系統整合,今年9月成功以混氫10%比例運轉發電,目標年底前將產出的氫氣應用於興達電廠燃氣機組氫氣混燒示範。


去碳燃氫無碳排 產出固態碳還可做為工業材料

國際上習慣將氫以產出能源分類,最常見天然氣重組製成的「灰氫」,若加上碳捕捉就成了「藍氫」,用再生能源電解產製則為「綠氫」。中研院指出,「去碳燃氫」是靠裂解,與上述的製程都不同,可以視為一種「藍綠氫」。其裂解過程也可使用再生能源,所需的能源是傳統電解水的1/7,可以產出投入電力3倍以上的無碳電力。另一個優勢是,去碳燃氫設備還能建置於發電廠即時就地發電,避免儲存、運輸氫氣帶來的問題。


此外,去碳燃氫裂解過程不會產生二氧化碳,而是產生諸多可做為工業材料的「固態碳(碳黑)」。換算總體成本,加上售碳黑的收入,可以讓總收入大於總產製成本。


台電表示,雖然去碳燃氫不是全新技術,但過往因工程門檻高,無商業化量產設備,此次讓技術跨出實驗室,實際發電,更具減碳與經濟效益。台電也指出,將產出氫氣投入興達示範機組後,以氫氣替代5%天然氣估算,每年可減少超過7000噸碳排放量,未來更將視技術發展逐步提高混氫比例,推展至國內其餘電廠機組。


至於為何不全燒氫氣來發電?台電綜合研究所副所長沈德振解釋,因為氫氣的燃燒溫度與天然氣不同,目前各大渦輪業者的機組頂多只能混入30%的氫,要邁向全氫發電機組還需要全球共同努力。中研院長廖俊智表示,中研院也持續投入研究,目標2050年要讓氫氣發電占比突破30%。


資料來源:環境資訊中心

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