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6 Violin Sonatas and Trios Op.5
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【摘要2022.7.21.四.蘋果】夏季高溫用電量飆升,提供太陽能發電、儲能及電力監控管理系統的進金生能源表示,五甲尾滯洪池光電廠裝置容量為4999.2kWw,該光電廠昨完成與台電的併聯作業,開始送電,每年可供應約675萬度電,供應1725戶每年家庭用電量,締造高雄市水面型太陽光電新指標,且是中租集團轄下最大型的水面型光電廠。
高雄市政府為改善岡山區長年淹水情形,並推動綠能政策,於五甲尾滯洪池設計初期,便將太陽光電系統設置一併納入規劃;由中租電力科技股份有限公司及進金生能源服務股份有限公司,於滯洪池設計及建置期間,多次與市府溝通協調,共同打造出一個兼顧滯洪、發電及休憩的多元使用空間,提升土地利用價值及睦鄰友善環境目標。
進金生能源指出,五甲尾滯洪池光電廠裝置容量為4,999.2kWw,每年可供應約675萬度電,約等同減少3,738噸碳排放量、新闢267公頃森林,以及供應1725戶每年家庭用電量,締造高雄市水面型太陽光電新指標,同時也是中租集團轄下最大型的水面型光電廠。
進金生能源表示,創立至今已在台灣建置近300座的大型太陽能發電系統、總發電量已超過340GWh,不僅提供一站式全方案規劃服務,更以長期經營角度進行太陽能電廠規劃及經營,另外進金生能源2021年底通過德國萊茵新版TÜV太陽光電維運服務認證,取得台灣最高二星評級。
被喻為能源界的明日救星?「氫能源」到底是什麼?【摘要2022.7.21.四.自由】智利豐富的「風」「光」可再生能源,所以有了國家級的氫能源路線,因為依照國際間的整體估算,如果沒有低碳「氫」,世界是無法在2050年實現淨零排放的。
人類生活是離不開能源的,光明、溫暖、快速、便利、與世界資訊連結,上述種種人們習以為常的日常,都需要大量的能源網絡在背後支撐。過去一百年間,石化燃料做為能源網絡的骨幹,全球從上游的油田探勘與開採,到下游的精煉、運輸、儲存與分銷,已經形成了完整且龐大的產業鏈,讓全世界得以享受便利且低廉的能源。但是在氣候變遷的背景下,全球要減少二氧化碳的排放,最重要的就是能源轉型。但是,轉型要轉到哪裡去呢?
百年來石化燃料(包含石油/天然氣/煤炭)已經廣泛地應用在各種類別中,從電力,到運輸,到工業,到家庭供暖等各個面向上,如果不用石化燃料,那要用什麼?這牽涉到非常龐大複雜且困難的問題。從電力來說,從火力發電往可再生能源邁進是大趨勢,但是可再生能源帶來的變動性,怎麼克服?
從運輸來說,往電動車發展是大趨勢,可是電網是否能負荷這麼龐大的用電規劃?電動運輸的種種使用限制,包括充電時間長(相較於用油槍加油的時間),包括電池重量與里程數的限制,怎麼克服?
從工業來說,像是鋼鐵業需要高溫燃燒煉製,是很難只用電力達到脫碳,怎麼達成零碳目標?
而在這麼多複雜的減碳情境中,「氫能源」被當成救星,明日的能源。這是為什麼呢?「氫能源」有甚麼過人之處?先讓我們簡單來認識一下「氫」。它是週期表排第一的元素(下表紅色圓圈處),原子量為1,是最輕的元素,也是宇宙中最多的化學物質。
科學家發現這個元素燃燒之後會產生水,所以叫它Hydrogen。Hydro是水,gen是生成、創造的意思。日文當中氫叫做「水素」,也是相同的意思。氫有一些特別的特性:
1. 氫是宇宙中最豐富的元素。太陽等恆星主要就是由氫組成。所以概念上,氫取之不盡,用之不竭。
2. 氫是最輕的元素,這也是中文「氫」的由來。因此氫常溫常壓下是氣體,而且得要降低到零下255度的超級低溫,才會變成液態。這一點特性非常重要,下一講我們會提到。
3. 氫氣是無色,無臭無味,不具毒素,但是高度易燃,而且燃燒能量極強,太空梭就是靠氫氣燃燒推進的。
4. 氫氣燃燒之後只會產生水。
5. 地球上的氫,大多跟其他元素結合的方式存在,像是水(氫加氧),以及碳氫化合物(稱為「烴」,ㄊ一ㄥ,取「碳」跟「氫」兩字的部分結合而成,是有機化合物的基底)。
氫能源的優點就簡單些:
1.
供應充足。既然氫是宇宙中最豐富的元素,地球上的水與碳氫化合物充足,沒有其他能源有氫這樣無限的可能。基本上氫是不會耗盡的。稱之為「博愛」。
2. 能夠有眾多來源生產。氫氣可以由「碳氫化合物」(包括天然氣,石油,煤與生物質燃料)或者「水」來生產。碳氫化合物與水到處都有,不像石化燃料得依靠某些生產國進口。國家與地區能夠增加能源的掌握度。我稱之為「平等」。
3. 氫氣燃燒(與氧氣作用)產生的只有能量跟水。這意味著氫是一種清潔無碳能源。因此在邁向淨零排放的目標中,氫能源被賦予很大的期望。我稱之為碳排放「自由」。(備註:氫氣本身是無碳能源,但是產生氫的過程可能涉及碳排放)
4. 氫是一種高效能源。按重量計,氫的能量含量是所有常見燃料中最高的。氫的單位重量能量密度約為柴油和液化天然氣的三倍(約
120MJ/kg)。這也是為什麼,氫能源能做為火箭發射的燃料來源。
似乎集各項優點於一身,「博愛」、「平等」、「自由」還「高效能」。那要怎麼得到氫?
因為氫氣很輕,地心引力抓不住你,很多都散逸到外太空去了,大氣中的含量大概只有百萬分之五十左右(50ppm)。對比一下,我們呼吸的氧氣佔大氣中的20%,比氫氣多非常多,是氫氣含量的4000倍。既然大氣中的氫氣存量很少,而氫氣做為下一代的重要能源,我們得想辦法來製造它。因為製氫牽涉到產業面向還有國家政策,因應產生了許多的方法。
製氫的色彩表。分成九種顏色代碼來識別不同的製造氫氣的來源與過程。別看製造出來的氫是一樣的,可是因為來源與過程不一樣,所產生的成本與碳排放可就天差地遠了。
● 綠氫 (Green)是通過使用可再生電力通過水電解過程產生的。之所以稱為綠色,是因為在生產過程中沒有二氧化碳排放。水電解,是利用電將水分解成氫氣和氧氣的過程。
● 藍氫(Blue)來源於化石燃料並且加上CCUS(碳捕獲、利用與儲存)。由於不排放二氧化碳,因此藍色氫氣生產過程被歸類為碳中性。
● 灰氫(Gray)由化石燃料生產,通常使用蒸汽甲烷重整 (SMR)
方法。在此過程中,會產生二氧化碳,並最終釋放到大氣中。
● 棕氫(Brown)是由煤產生的。棕色或黑色是指褐煤(棕色)煤或者是煙煤(黑色)。煤的氣化,是一種用於生產氫氣的方法。然而,這是一個非常污染的過程,二氧化碳和一氧化碳作為副產品產生並釋放到大氣中。
●綠松石氫(Turquoise)可以通過甲烷熱解,利用甲烷的熱分解來提取。該過程雖然處於實驗階段,但會以固體形式去除碳,而不是二氧化碳氣體。
● 紫氫(Purple)是利用核能和熱能,通過水的聯合化學熱電解分解制得的。
● 粉紅色氫(Pink)是通過使用核電站的電力電解水產生的。
● 紅氫(Red)是利用核能熱能作為能源,通過水的高溫催化分解產生的。
● 白氫(White)是指天然存在的氫。
簡單劃分,以水做為原料,電解而產生氫氣的是綠氫跟泛紅色氫(紫氫、粉紅氫跟紅氫)。
綠氫電解的能量來源是可再生能源(太陽能與風力),而泛紅色系的氫電解來源是核能。
另一邊則是以石化燃料做為原料,提供能量讓氫氣分離出來。這邊包括藍氫、灰氫、棕氫與綠松石氫。
使用天然氣(蒸氣甲烷重整)是最常見的,這就是灰氫。想辦法用CCUS把二氧化碳(CO2)處理掉,這樣產出的氫就屬於藍氫。所以灰氫跟藍氫系出同源,只是藍氫更清潔無碳一些。其實我們主要著重在灰氫、藍氫、與綠氫就好,因為這是現在跟未來主要氫的三個類別。
為了達成減排,藍氫跟綠氫這些低碳的氫,比例需要逐年拉高。IEA規劃希望到2050年的時候,藍氫跟綠氫都要超過三成,成為製氫的主要來源。因此,在未來的氫上,呈現「藍綠對決」的態勢。
綠氫是由可再生能源發電,利用電力來電解水而產生氫。過程中沒有碳排放。而藍氫是由天然氣(甲烷)生產而成,會產生二氧化碳,但是由碳捕獲/利用/儲存(CCUS)設備把二氧化碳回收。理論上兩者都是低碳氫,但是來源不同,過程不同,牽涉到的產業跟投資也就完全不同。
有豐富的可再生能源(太陽能/風力)的國家與產業,當然大力發展綠氫,因為他們有雄厚的本錢,可以製造比競爭者更低成本的綠氫。因為綠氫的製造成本中,有七成來自於發電成本。
而石化產業偏重的國家,像是美國,加拿大,英國和挪威,則是主推藍氫。因為他們可以避免現有石化產業的資產擱淺。利用現有的天然氣資源與生產設備,只要增加投資在CCUS設備上,就能夠生產低碳的藍氫。
綠氫很讓人嚮往,是未來的終極目標。但是目前還很貴,仍需要大量投資在可再生電力與電解槽上,才能在未來達到普及的程度;
藍氫可以讓現有的設備升級持續利用,所以大量資產不至於擱淺,而且也做出減少碳排放的貢獻,是溫和轉型的中間階段。如果是你,你會選擇哪個方向?端看你站在什麼位置上,手上握著什麼資源而定。而每個決定,都將影響著我們的未來。
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