雜誌精選》臺電拚零碳電力 「氫」裝上陣發電一小時減碳一公噸


雜誌精選》臺電拚零碳電力 「氫」裝上陣發電一小時減碳一公噸

興達電廠做爲國內首座燃氣混氫示範基地,代表着臺灣邁向2050年淨零排放的國家目標中,在能源轉型上的一個里程碑,甚至有可能改變臺電是能源部門「臺灣第一大排碳戶」的事實。(圖/ 遠見提供)

因應淨零碳排趨勢,臺電積極能源轉型,以興達電廠做爲國內首座燃氣混氫示範基地,第一階段混氫5%,再逐步提高至15%,實踐低碳變零碳的願景。

「一動土,開工大吉。二動土,弘基永固。三動土,工程順利。」2月18日,臺電高雄興達電廠,格外喜慶,在舞龍舞獅,以及聲音清朗的司儀一連三個口令下,分站不同方位的臺電一衆高管,統一動作將土鏟上基座。

這次一破土,就是4.5億元的投入,代表着臺灣邁向2050年淨零排放的國家目標中,在能源轉型上的一個里程碑,甚至有可能改變臺電是能源部門「臺灣第一大排碳戶」的事實。

全臺第一座天然氣電廠,領軍轉型

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去年剛滿40歲的興達電廠,是臺灣最早的天然氣發電廠,眼下正肩負着一項先鋒任務。便是將原本用來發電的天然氣,混入5%氫氣後,再燃燒發電,以減少CO2及溫室氣體的產生。

國發會公佈的「臺灣2050淨零排放路徑藍圖」中,宣示在能源配比上,再生能源將佔60~70%,氫氣9~12%,火力20~27%,抽蓄水力1%,臺電便須從現在開始致力於降低燃煤燃氣的能源佔比。

因爲天然氣發電雖然比燒煤發電產生的碳排較少,但還是有碳排,代表未來即便只佔20~27%的火力發電依舊需要減碳,把傳統的發電機轉成乾淨能源是非常關鍵的一步,方式則是燃氣混氫和燃煤混氨發電,加上碳捕捉與封存(CCUS),工程之巨大,其重要性可見一斑。

臺電專業總工程師吳進忠透露,興達混燒工程投資4.5億元,目前正針對既有燃氣三號機的第三部氣渦輪發電機進行改造,同時設置氫氣槽車放置區、加氫站與輸送管線。臺電準備快馬加鞭,預計2023年12月正式邁入氫氣混燒驗證階段,提前達標,成爲臺灣第一座燃氣混氫的示範電廠。

「我們與歐洲同步,」吳進忠說,混氫發電的技術原廠,其實是源於德國西門子能源公司,與臺灣首度合作,便選在工業碳排最多的高雄「打卡」,亦饒富意義。

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動土典禮上冠蓋雲集,除了臺電代理董事長曾文生、臺電總經理王耀庭,還迎來了西門子能源公司臺灣董事總經理許啓聖(John Kilpack)、中研院院長廖俊智等貴賓。

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廖俊智到場,是因爲這間國家學術研究最高機關,與臺電簽署了減碳綠能合作備忘錄,將在去碳燃氫、地熱、海洋能等領域密切合作。

「藉由學研單位跟臺電、公民企業一起努力,我相信2050年的目標就算是很困難,但是我們會全力往前走,」廖俊智說。

多方的合作,顯示臺電不只着重現在,更着眼於未來,興達發電示範計劃,將會是臺灣引進氫能創新作法的首例,運轉一旦穩定成熟,將逐步提高摻氫混燒比例至15%,可以減的碳更多,還要進一步推展至全臺灣其他機組及電廠,更靠近所謂的「電力淨零」。

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在2022年「303全臺大停電」事故後,銜命回鍋坐鎮的興達電廠廠長黃錦城,對於混氫燃燒的改造工程瞭若指掌。「這邊要整理出20米正方的場地,給裝滿氫氣的槽車停放,車身長達16米,容量3000立方米,我要同一小時內有八臺槽車放在這邊,纔夠充分混氫,」黃錦城說。

介紹完土建,黃錦城又繼續說明:「燃燒的天然氣壓力大概每平方公分19~23公斤,槽車內的氫氣約莫是每平方公分165公斤,兩者落差很大,所以我們還要建置減壓設備,再輸入設備中與天然氣混合,再送進去燒。」

燃氣混氫的原理不難懂,同時是臺電發言人的吳進忠,則對其中的安全性信心十足:「這套機組與歐洲同步,歐洲的安全標準很高,臺電一定依照更嚴格的規範處理。」

臺灣碳排最大戶,轉型減碳大將

「氫」裝上陣,又可以減多少碳呢?

吳進忠調閱資料指出,在每年以混氫5%運轉7000小時情況下,可減少7130公噸二氧化碳排放量,相當於每發電一小時可減碳一公噸。

興達電廠設置有五號機總共15個發電機組,若所有機組皆成功混氫燃燒,且混氫比例提升至15%的設定下,確實有望從高碳變低碳。

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「這對臺電的低碳排放,是一個非常關鍵的作爲,」吳進忠再次強調,這也是在向國際社會傳達臺灣在淨零轉型上的努力。

興達電廠設置有五號機總共15個發電機組,若所有機組皆成功混氫燃燒,且混氫比例提升至15%的設定下,確實有望從高碳變低碳。(圖/ 遠見提供)

與日常生活與工廠製造息息相關的臺電,其實是臺灣排碳最大戶。

臺電盤查火力發電溫室氣體排放量,發現2022年大約排放了9781萬噸CO2e,但也可說是全民共同製造的結果。

從用電量及排碳量變化來看,2022年臺灣總用電量雖較前一年增加約20億度電,但透過優先調度無碳及低碳能源機組的措施,使2022年在用電增加的情況下,臺電的火力發電排碳量還較2021年減少約32萬噸CO2e。

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由此看來,「製程」的改良便有一定的減碳成效,技術的優化,勢必也是同樣的道理。

氫氣生產、運輸及儲存,將成一大挑戰

面對未來可能遇到的挑戰,黃錦城認爲是氫氣的生產、運輸及儲存。

目前做爲示範計劃,氫氣的來源是國內廠商生產,再以槽車運送至電廠來,假設2040年要調高混燒比到20多%,氫氣的用量將很龐大,國內廠商目前的產能不足以支應。

此外,如此大量的氫氣,若還是用槽車運送其實不符合經濟效益,但改用專管輸送及儲存,便要考慮到氫氣的特性。

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「氫要運送,得冰到零下250度左右,」黃錦城指出,液態氫會侵腐蝕一般的金屬管線,導致管線「氫脆」的脆化現象,所以運送氫氣的管路,必須使用特殊材料製成,也是一項大工程。

無論如何,對黃錦城而言,執行燃氣混氫既是職責,也帶有一點使命感:「做爲最大碳排的生產者,我們有義務也有責任,要當好火車頭,大家一同來減碳。」

因應氣候變遷的總體戰略,臺電採取分階段「先低碳後零碳」規劃,短期在2025年前,擴大設置再生能源,提升天然氣發電佔比等,以及推動低碳燃氣發電計劃,譬如興達混氫5%發電示範計劃。再像臺中電廠,亦已展開碳捕捉的示範計劃。

中期的2025~2030年,則持續推動展綠、增氣、減煤,並佈局投入前瞻淨零技術的研發。

長期的2030~2050年,便是進入淨零轉型階段,原來做的綠色轉型繼續深化,還要大規模商業化導入氫能、氨能、碳捕捉與封存、地熱能、海洋能等。

理想很遠大,但淨零轉型這條路好走嗎?

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「這條路很難走,但一定要走,因爲全世界都在這樣走。你不做的話,我們的生活無人能逃脫,」吳進忠以肯定的語氣說。

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本文作者:邱莉燕

(本文摘自《遠見雜誌4月號442期》)

《遠見雜誌4月號442期》