以液氨作载体 氢能发电趋势来袭

氢能发电为零碳发电,终极未来,将取代燃煤燃气这些化石燃料,加上发电效率高,成本逐渐下降,势将成为绿电主力。

氢能绿电之产出,其产业链之建构,台湾已可自行建置。同时在产业链之串接节点上,可做弹性之切割或串接,没有断链的困扰。国内已有业者开始推展氢能发电的业务,证实技术之可行及市场之接受。以目前国内所具有之技术能力,氢能发电以SOFC作为发电机组,以氢气或天然气为进料,经过一连串电化学反应,产出电及热,如以天然气做进料,会产出CO2。

SOFC发电机组,如以氢气作进料,将采电解水产出氢及氧,其后再将氢输入SOFC机组进行发电。发电成本主要由电解系统及所秏用电力来决定。电力必须来自再生能源,如太阳能及风能,不会有碳元素的附带产出。电解系统的生产规模日渐加大,分摊至产出氢气的单位成本快速下降中。相同情况也发生在电力成本,世界上有些地区地广人稀日照充足,如澳洲、阿拉伯、北非、南美,其产生之电力成本极低,且价格只会往下降。但台湾的再生能源成本,极为不利。

氢气经过载体转换成为液氨,即可安全地做海上运输。液氨运抵口岸后,经过裂解还原成氢及氮,氢即可由管道送至SOFC发电厂进行发电。1公斤的氢可发24度电。全球从事液氨生产及供应的地区为数不少,已可提供诱人的报价。

氢气依不同来源可分为绿氢、蓝氢、灰氢。绿氢产氢技术来自电解水,过程中不会产生任何形式碳元素。符合2050净零碳排目标。蓝氢透过碳氢化合物化石燃料重组提取氢气,伴随大量CO2,可利用碳捕捉及储存去除CO2,才可归类为蓝氢。灰氢以天然气为基材,经高温蒸气重组技术将其列解为氢及CO2,产出之CO2须捕捉及封存,才可归类为灰氢。惟产1公斤的氢会伴随12公斤CO2产出。

衡量我国绿电产业链成形及建构规模,在制氢源头做处理将遭遇较大的困难。电解水所需用绿电的成本,台湾远远高于国际上一些国家,自制绿氢在现阶段不可行。如取得价格合宜的绿氨,进口至台湾,再裂解还原成氢,即可得绿氢直接输往SOFC电厂进行发电。

将氢与氮结合成为氨,可安全进行海运陆运输送。氨的液化温度在摄氏零下33度,氢的液化温度在摄氏零下253度,差距颇大,在储存处理及海陆运输上是挑战。以液氢或以液氨作载体输送,成本差异极大,尤其操作面考量多。目前以液氨作载体方式较被产业界所认可。