氫能的高熱質、零碳排特點,早已成為世界碳排救星。但當前提煉氫的方式不盡理想,中研院研發的「去碳燃氫」發電,將為台灣氫能發電找到出口。這個關鍵技術到底是什麼?為何還能切入半導體晶圓?
中研院攜手台電,去年11月發布「去碳燃氫」發電技術。透過此技術,台灣將趕上美、日、韓、德國等先進國家,擠進氫能(煉氫)技術自主的氫能發電國家!
靠這套系統產出的氫氣,將用於興達電廠燃氣混氫發電示範計畫,距離商業化已經不遠了。
事實上,面對全球減碳、能源轉型的重大挑戰,如何去碳燃氫才是關鍵,讓氫能發電創造出來的是無碳電力。究竟這套國內自主研發的「去碳燃氫發電」比現有電解水法、熱化學法及光催化法取氫,有那些優勢?
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去碳燃氫發電6大優點
中研院院長廖俊智表示,這套「去碳燃氫發電」將天然氣去碳產氫,是以台灣發電占比最高的天然氣發電為目標。
目標之一要讓台灣的天然氣發電轉型,目標之二則要具備創新氫能發電。在全氫燃燒發電機尚未商用化之前,若能利用現有燃氣發電機組進行混燒發電,即代表我國減碳工作的推進。
中研院永續科學中心執行秘書陳于高表示,「去碳燃氫」發電的6大優點:
1. 產出淨能源是投入能量的6倍。
2. 投入能量是電解水耗能的1/7。
3. 產出無碳電量是投入電量的3倍。
4. 產出工業原料、備用能源碳黑。
5. 淨利高於天然氣加上碳捕捉的成本。
6. 不需產純氫再混入裂解比例,可分階段逐步提升。
此外,去碳燃氫設備可建置於發電廠,即時就地發電,避去儲存與運輸氫氣帶來的問題。
不僅能煉氫,還能切入半導體晶圓
台電代理董事長曾文生進一步解釋,除了去碳燃氫產製的氫氣可做為發電及工業使用,碳黑則可用於精密、高產值化工業生產原物料,像是半導體晶圓長晶、工業用建材、輕量化的碳纖維運用,可能的運用相當多元。
若與天然氣蒸汽重組技術,產氫過程所需能量減少近40%,且不會產生二氧化碳。
去碳燃氫是將天然氣以高溫裂解為氫氣與固態碳(碳黑),此技術過去主要用在工業碳原料生產製造,目前包括德、美、澳等國也相繼試驗將其作為產氫來源之一,並應用在發電領域。
歷時2年研發,目標開放技轉
中研院表示,早在3年前中研院就提出此這項技術,2023年2月與台電簽署合作備忘錄,推動去碳燃氫發電,幾個月下來,成功讓天然氣裂解製氫燃燒發電技術跨出實驗室,串接商用小型發電機組,證實此項技術能接軌既有發電系統。
此外,這個技術將有望改善與升級我國現有天然氣發電廠,在未來導入混氫,是帶領我國邁向淨零碳排的重要里程碑。除了台電,中研院也希望未來技術轉移給有意發展氫能的民間業者。
台電這套65kW混氫型微氣渦輪發電系統,是2022年耗資約千萬引進,也是國內第一套專門用於天然氣混氫發電特性相關測試研究的設備。
被視為拯救地球氣候的救星、有終極潔淨燃料美名的氫能,是當前世界先進國家皆訂定氫能戰略目標,根據國發會公布「台灣2050淨零排放路徑」中,我國也訂出了在2050年氫能發電的占比達到9%~12%。
掌握氫能技術,不僅是能源自主的時代來臨,也是實踐減碳排,為地球盡一份心力的重要成績單。