中研院發布淨零科技建議書 籲速推「去碳燃氫」等五大電力技術 | 環境資訊中心
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中研院發布淨零科技建議書 籲速推「去碳燃氫」等五大電力技術

2022年12月01日
整理:劉庭莉(環境資訊中心記者)

中央研究院昨日(30)發布「台灣淨零科技研發政策建議書」,院長廖俊智表示,以科技研究角度研析淨零排放技術,指在「創造足夠的零碳電力」。建議書中列了幾個應「儘速推動」的高風險高效益技術,包括去碳燃氫、地熱、海洋能、高效太陽光電系統、生質碳匯等,希望藉由落實淨零科技,帶動我國能源轉型及產業轉型,邁向2050淨零。

中研院今(30日)發布「台灣淨零科技研發政策建議書」。圖片來源:中研院提供

中研院昨(30日)發布「台灣淨零科技研發政策建議書」。圖片來源:中研院提供

發電碳排占比48% 零碳電力是淨零關鍵

中研院昨(30日)舉行「台灣淨零科技研發政策建議書」發布記者會,環境變遷研究中心主任陳于高說明,建議書以科技為核心,橫跨能源減碳、製造業減碳、碳匯等六大主題,在科技研發同時,應兼顧經濟與社會科學面向配套措施,包括政策誘因、法制環境、社會溝通等。

建議書指出,淨零科技研發須先考量減碳效益,優先著手主要排碳部門,講求研發速度與布建規模,並兼顧能源的多元性、本土性及分散性。目前我國溫室氣體排放量超過九成來自能源部門,其中發電溫排就超過48%,且未來能源使用將以電力供應為主,「創造足夠的零碳電力」成為淨零策略的關鍵。

針對零碳電力的科技研發選項,建議書以客觀角度分析技術優勢、既存限制與未來挑戰,依照風險效益及技術發展,以「儘速推動」、「擴大推動」、「持續推動」及「密切追蹤」四個層次分層討論目前可能的作為。

去碳燃輕、地熱等五大項技術 「儘速推動」成為零碳電力新選項

其中被列為「儘速推動」的技術,雖然推動風險高,但若成功將帶來顯著淨零效益,指是目前因技術尚未成熟,而沒有廣泛推動。包括去碳燃氫、地熱、海洋能、高效太陽光電系統、生質碳匯等五項技術。

陳于高逐一解釋,去碳燃氫技術是將甲烷(CH4)裂解為氫(H2)及固態碳(C)。氫可直接用於發電,成為低碳(甚至零碳)基載電力,固態碳能作為工業原料、建材或備用能源。只是技術原料的天然氣尚非綠色能源,且仰賴進口,技術上也必須再降低天然氣生產端之甲烷逸散,未來仍有待克服。

不過他也提到,歐盟近期通過2035年前將「低碳排天然氣發電」暫納永續分類,去碳燃氫技術若能持續降低碳排,可能成為「準綠電」來源,有助緩解我國綠電嚴重不足的困境。

建議書也指出,我國應強化探勘並積極開發「深層地熱」。陳于高說明,因台灣位於太平洋火環帶,大量地熱屬於自產永續能源。且地熱發電潛能淺層約1GW、深層超過30GW,可自產、再生,又可提供大量基載電力。

但目前地熱初期鑽探的投資風險高,且必須考量環境影響、完善社會溝通,未來也須持續發展精細探測(Mapping)及探勘取熱(Drilling)技術,並制定地熱專法,強化推動誘因。

建議書估算,2050年淺層地熱裝置容量可達676-926MW,深層地熱則約7.5-12GW,平均年發電量605億度。圖為金山萬里焿仔坪地熱徵兆區。資料照。攝影:王守誠

建議書估算,2050年淺層地熱裝置容量可達676-926MW,深層地熱則約7.5-12GW,平均年發電量605億度。圖為金山萬里焿仔坪地熱徵兆區。資料照。攝影:王守誠

黑潮流速快又穩定 中研院:洋流發電及海洋溫差發電潛能高

至於海洋能,陳于高解釋,台灣東岸黑潮洋流流速快又穩定,是洋流發電及海洋溫差發電潛能極佳的區域,與地熱相似,不僅是自產的再生能源,更是大量基載電力來源。但選址及海事工程方面仍具挑戰,渦輪發電機固定及電纜輸送技術亦尚待開發。

陳于高建議,應儘速進行海洋能潛能區位水文及地質的精密調查、探勘,投入海流發電機組的研發及建置,並發展海洋工程技術,以加速建構海流電力併接陸域電網技術之開發。此外,也應於東海岸積極探查適合場址,以推動海洋溫差發電,提升對海洋自有能源的利用率。

目前發展相對成熟的太陽光電技術,建議書則指出,因我國地狹人稠,在技術面上應以提高單位面積發電效益為目標,「以科技換取土地」,積極發展下世代高效率低價位光電模組(效率約30%),提高單位成本的光電轉化效率,降低土地需求壓力。

目前海洋能發電潛能較高的三項技術有海流發電、海洋溫差發電、波浪發電。資料照。攝影:李育琴

目前海洋能發電潛能較高的三項技術有海流發電、海洋溫差發電、波浪發電。資料照。攝影:李育琴

第五項為生質碳匯,「簡單來說就是行光合作用的植物,」陳于高說。主要可以運用在不適耕作或休耕的土地上,種植短期收成的生質作物,透過熱裂解技術產生「生質氫」發電,剩下的碳就是固體的生物碳,不易回到大氣中。

但必須克服的挑戰,包括我國土地面積不大,耕地分散、植物料源集中不易,也尚待開發生質裂解產氫及生產生質化學品的技術。陳于高建議,除了對我國森林地進行計畫性疏伐,提升國產木材產量,協助擴大碳匯與生質料源外,同時也應投入生物技術及生物製程技術(Bio-based processing)的研發,增進碳源利用、生產生質化學品及能源產品,如生質燃料、航空燃油等。

中研院:科技給我們希望,但不是要我們浪費

在「擴大推動」中有一項是「社會、 經濟措施」,陳于高表示,淨零科技是轉型關鍵,但經濟與社會促成因素更是不可或缺。應重新設計電價公式使電價合理化,儘速推動、實施碳稅費,並完善資金有效運用與分配機制,養成「排碳付費」的觀念。社會措施部分,應促進公私協力,建立公民參與、社會溝通、公正轉型等機制。

中研院估算,原有直接燃燒能源電氣化50~90%後,電力需求便須3900~4900億度,加上電力成長率2.5%,用電需求約5876億度,需要積極增加風力發電及太陽光電的裝置容量,也應積極抑制電力需求。

陳于高也說,樂觀來看,2050年電力來源有三主力,去碳燃氫占比27%、風光占39%、地熱、海洋、水力等占34%,初步估算可供給5865億度無碳電力,不過,他強調,「科技給我們希望,但不是要我們浪費。」

中研院環境變遷研究中心主任陳于高強調,「科技給我們希望,但不是要我們浪費。」圖片來源:中研院提供

中研院環境變遷研究中心主任陳于高強調,「科技給我們希望,但不是要我們浪費。」圖片來源:中研院提供

四層次策略建議

儘速推動:高風險高效益,若成功淨零效益顯著,但技術尚未成熟且未廣泛推動,包括去碳燃氫、地熱、海洋能、高效太陽光電系統、生質碳匯。
擴大推動:目前已有初步作為,可再增加投入加大力道,包括風力發電、新興生質能、電力系統配套(智慧電網、儲能)、社會及經濟措施。
持續推動:方向正確,可依既有規劃持續推動,包括傳統生質能、水力發電、傳統碳捕捉利用及封存(CCUS)、自然碳匯(農林)。
密切追蹤:技術在起步階段,但須關注未來發展,包括未來核技術、新興CCUS技術。
台灣淨零科技研發政策建議書全文連結:https://www.sinica.edu.tw/advice_17