地熱

淨零轉型聚焦五大淨零新科技

灣2050淨零排放路徑30日公布,國發會主委龔明鑫指出,2030年以前的淨零轉型要透過低碳技術的充分應用,強化能源部門去碳工作,2030年以後就需要更多的淨零新科技與新能源技術跟上。他說,淨零轉型已成立氫能推動小組,並與日本、澳洲等國際合作,加速新科技的落地應用。 壹、 淨零科技布局:回應淨零轉型的挑戰 台灣推動淨零轉型的過程,在先天自然環境條件的限制下(如: 能源自給率低、可用土地面積有限等),面對淨零議題推動策略應有在地思維。因此,淨零科技研發布局,將聚焦在如何克服臺灣面對淨零轉型的具體挑戰,相關布局有三個重點: 首先,要達到淨零世代以及高占比再生能源的情境趨勢,發展綠能科技相當重要,除各領域新能源的發展外,建構一個穩定的電力供應系統也刻不容緩。政府需有效連結再生能源與其他不同領域之能源,還要消弭影響穩定之各種風險因子。要達到這個目標,儲能與電網系統整合的科技發展,為建構台灣永續能源領域的重中之重。 第二,產業轉型所需低碳技術,強化能資源循環利用技術等,亦為推動重點,而布局具長期減碳潛力之負碳技術及自然碳匯,則為淨零目標的最後一哩路。 最後,整體社會面對淨零轉型的衝擊影響與長期調適,需要相關社會科學研究論證,作為相關配套政策與社會溝通基礎。 為達成 2050 淨零排放之目標,政府規劃發展五大淨零科技領域,包括永續能源、低碳、循環、負碳、社會科學等,其推動重點摘述如下: 淨零科技布局。圖片來源/台灣2050淨零排放路徑及策略報告書 一、永續能源領域 (一) 儲能技術用電需求的尖離峰差異,有賴儲能技術加以調節,將需求離峰時間多餘電力儲存,以供尖峰時間使用,強化電力調度彈性;或將再生能源所轉換電力先儲存起來,降低再生能源發電之間歇性對於電力系統的影響,協助提升電力供應穩定度;此外,儲能系統具快速充放電能力,協助電網快速反應電力系統短暫的頻率變動,以強化供電穩定性與可靠度。 因應使用型態,儲能設備可區分為定置型及移動型兩大類。定置型儲能主要應用於一般商業及工廠,如大型發電廠及企業用備援電力;短期需克服空間配置及饋線需求,長期以培養併網級儲能系統產業為主。至於移動型儲能,為帶動我國電動車產業發展之關鍵,需開發高能量、快充放電動車電芯,同時兼顧安全性及降低生產成本,如鋰固態等。 儲能技術之研發重點,以提升效率、增加安全、降低成本、資源循環為主。盤點儲能產業鏈相關技術缺口如下,亦為技術布局之推動方向: 材料科技突破,如電池之電芯材料及新技術研發,研發方向如高能量密度電池,以提升能量密度、充放速度、降低成本、提高安全性。 零組件效能提升,如電源轉換系統(PCS)開發,研發方向為大功率(MW 級以上)、優化轉換效率、高壓併網測試技術等。 系統整合能力強化,提升設備安全性及能源管理系統調控能力,如:再生能源平滑化、即時調頻備轉等功能。 資源循環,儲能設備含稀土、貴金屬等稀缺元素,考量地緣政治風險,應針對戰略物資建立回收技術,留於國內循環使用。 (二) 電網系統整合為提升整體供電品質、電力系統靈活性及安全性,分散式電網為電業發展推動重點,可降低集中式能源設施帶來的風險,避免個別發電端異常狀況影響整體電力供應。另規劃智慧電網及電網系統整合技術,藉由數位化電力系統具備多向數據和電力流動的特點,可結合機器學習技術大幅提升電力供需預測準確性,達到整合高占比再生能源之目標,並強化綠能及儲能系統之彈性輔助能力技術研發,提高綠能併網的供電效率,降低大量再生能源併網造成的系統負載落差。 目前電網系統整合之技術研發方向的重點包括: 增加再生能源穩定度相關技術,如:智慧預測(AI、大數據等)、智慧調度(搭配儲能、快速起停火力機組等)。 加快停復電速度相關技術,如:饋線自動化、圖像化資訊、 AI 及大數據分析等。快速故障定位與復電,縮短停電時間。 提高能源使用效率相關技術,如:智慧電表系統、智慧能源管理,並透過數據分析技術,協助用戶進行節約用電。 (三) 氫能 氫氣於能源領域的應用比重仍偏低,但未來成長空間看好,並著重於氫能的安全性及生產技術的發展。氫能技術多元,對於發電、工業生產及運輸等領域具有極大的應用潛力。考量目前氫能成本尚高,為降低使用成本達到規模經濟,需推動氫能之來源、輸儲管線及儲槽及相關基礎建設;另考量氫能使用區域多為人口密度高之都會地區,提升使用安全性及加強社會溝通,亦為技術及相關法規配套重點。 我國目前氫能技術處於研發與示範階段,綜合氫能特性,規劃開發低成本、高性能產氫技術與儲氫材料,進一步發展高效能、長周期、可量產及穩定之產氫與儲氫技術為策略目標,投入符合國內發展需求之應用技術。如:氫生產與氫/氨發電關鍵技術、氫能應用技術等。 (四) 其他能源新技術:台灣可用土地面積有限,為再生能源推動的挑戰之一,為協助再生能源擴大量能,以技術提高其轉換效率為研發方向。例如目前太陽光電轉換效率約 20%,科技研發將以提升現有太陽光電轉換效率為重點;離岸風電技術目前以固定式風機為主,科技研發將投入適合台灣海域環境條件之浮動式離岸風機相關技術;地熱部分目前主要應用傳統地熱發電技術,後續研發將著重於開發深層先進地熱技術等。 二、低碳領域 製造部門為目前台灣碳排放主要來源之一,因此將針對高碳排產業(如:鋼鐵、水泥、電子)等製程,進行減碳技術規劃;另我國建築物因大量應用水泥,亦為主要排放源之一,研發減碳材料及工法為減碳的重點;另為解決都市空氣污染同時降低交通工具碳排放,應推動綠運輸技術。 (一) 低碳製程:含氟氣體替代、多元進料產製化學原料、蒸汽裂解裝置電氣化、去碳燃氣等技術研發與落地應用。 (二) 綠建築:發展適合我國氣候特性與能源使用之建築減碳工法;投入零碳水泥材料、再生建材開發,降低建築碳排。 (三) 綠運輸:導入智慧化公共運輸交通系統與創新交通服務,營造友善公共運輸交通環境,降低運輸碳排;中長期研發投入智慧電動車輛相關技術研發,加速國內電動車產業發展。 三、循環領域 循環領域技術能協助能源有效利用、資源有效被再利用,是達到淨零排放不可或缺的概念。 (一) 二氧化碳再利用:聚焦二氧化碳再利用技術研發及落地應用,如二氧化碳電化學轉換製程。 (二) 材料循環再利用:例如電池分離回收再利用、廢塑膠/橡膠循環再利用技術、電子製程廢棄物回收再利用等示範技術。 (三) 生質循環:透過生物技術,將廢棄生質物轉換成燃料或化學品。 四、負碳領域 負碳的概念是讓二氧化碳的移除量比排放量多,在技術面以碳捕捉再利用及封存(CCUS)及碳匯二大面向為主。參考國際技術趨勢,規劃研發方向重點如下: (一) 碳捕捉再利用及封存:二氧化碳捕捉後,後續須加以處理才有負碳效果;後續處理方式包括二氧化碳再利用納入循環概念,或將二氧化碳進行封存。盤點國內技術發展,目前碳捕捉技術已有部分基礎,例如化學吸收、鈣迴路等,規劃進行驗證及先期導入;對於具長期減碳潛力或有突破發展可能的碳捕捉技術,例如固體吸附、薄膜分離等低能耗碳捕獲之技術,亦投入開發。另對於地質封存、海洋封存、鹽地封存等固碳封存技術亦須加強研發及驗證。建議選定沙盒封存示範場址及監測機制,以建立科學證據作為社會溝通基礎。 (二) 自然碳匯:匯指物質歸結之所,自然界的碳被固定在海洋、土壤、岩石與生物體中,稱之為自然碳匯。過去台灣在此領域多著重於森林碳匯,除了持續擴大森林之外,經技術盤點,包括土壤碳匯、海洋碳匯、生質碳匯等,皆為長期發展減碳潛力之 技術領域。 五、社會科學領域 為使淨零轉型順利推動,各面向轉型過程所造成社會影響與必要的配套與調適方案,宜有所研究因應,以利提供決策參考並作為社會溝通基礎。目前研究方向規劃如下,未來視淨零轉型過程需求,適予調整相關社會科學議題: (一) 國家淨零政策效益評估:淨零為長期投入工作,相關政策需要因應社會發展及技術 進程,定期進行滾動式整體的檢討;在檢討過程需要基本數據及系統模擬提供決策參考。 (二) 淨零轉型社會影響及調適可行性策略評估:如高碳排產業轉型、新產業興起、就業市場因應或協助弱勢勞工等議題研究等,依本地社會情境及行為經濟,尋求最適推力策略。 (三) 因應台灣在地環境條件的淨零規劃議題如綠能基礎設施設置之社經生態檢核可行模式、空間規劃基礎研究等。 貳、行動方案 – 國家級淨零科技方案 淨零科技布局的五大淨零科技領域,短期以成熟技術擴大建置,中期以示範技術加速科技研發,長期以發展前瞻科技,提供各面向轉型所需技術,進而達成 2050 淨零排放之目標。 未來規劃推動國家級淨零科技方案,將著重於目標導向,選題方向將依據前揭轉型過程所需減碳潛力技術開發,採跨部會合作並適予納入產業及民間意見,連接上、中、下游的技術發展與產業應用。此外,也必須借鏡他國技術與經驗,促成國際合作案,加速國內轉型。 本文來自:【台灣淨零排放路徑】氫能、碳捕捉、自然碳匯 淨零轉型聚焦五大淨零新科技