永續能源 既要乾淨 也要可負擔

文/程憲 |2023.11.18
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太陽能電板在台灣發展成熟,有助能源轉型。圖/123RF
廢棄木材可成為生質能。圖/123RF
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智慧電網可調控電力,避免大範圍停電。圖/123RF
海上風場不僅善用風力發電,也能善用洋流發電。圖/123RF
氫能電巴即將上路,具備高效能、低汙染優點。圖/123RF
甲烷可燃冰是可燃燒的潔淨能源。圖/123RF
圖/pexels

文/程憲

從2015年至今,針對聯合國17項永續發展指標(SDGs),台灣政府已提出過兩份「國家自願檢視報告」,前7年SDGs整體指標達成率為83%,在乾淨的水與衛生、性別平權……面向,國人皆給予肯定,但在「氣候行動」、「海洋生態」、「可負擔的乾淨能源」方面則仍有進步空間……



距離2030年聯合國17項永續發展指標的終極目標,只剩下7年。台灣檢視過去多年的努力成績,交出不算漂亮的成績,其中最大致命傷之一,就是第7項「可負擔的乾淨能源」。

畢竟, 台灣的能源自主性非常低,高達98% 的能源仰賴進口,如何發展本土性的永續能源,而非高汙染、高耗能的能源,成為當務之急。其中,由水中提取的「氫能」(水的分子結構H2O有兩個氫分子)發電方式,被視為是未來頗具發展力的乾淨能源選項。

不損害後代的利益

所謂「永續能源」,是指可持續供應的能源,在滿足目前需求的同時,又不損害未來後代滿足他們需求的能力。換言之,如何「提高能源效率」和「運用可再生能源」,是永續能源的兩大支柱。

一般人可能會把「永續能源」和「綠色能源」、「替代能源」搞混,但其實它們的定義有些不同。「永續能源」注重在是否能持續性地提供能源,過程中產生些汙染也是可以接受的, 只要汙染不是嚴重到要無限期的禁止大量使用,即可有條件使用這些能源。

亟盼改善能源體質

事實上,為了讓台灣不再過度依賴進口能源、提升能源使用效率,政府推動的能源科技計畫(NEP-II)已從6大主軸切入,希望達成3大目標,包括提供能源自主、減少溫室氣體排放、創立能源產業,徹底改善台灣的能源體質。這6大主軸分別如下:

1.火力發電減碳淨煤

目前火力發電占台電發電量比例近8成,但燃煤無法避免會產生二氧化碳,正是造成暖化的主因之一,因此必須積極設置「捕捉」二氧化碳的設備,不讓它擴散入大氣,成為最有效的減碳解方。

有關「減碳淨煤」的技術,台灣工業研究院擁有的「鈣迴路」捕獲技術專利,可運用氧化鈣(石灰)「吸」住二氧化碳,目前這項技術已應用在台塑麥寮工廠,每天能多捕捉一噸的二氧化碳。

另一個解決之道,則是將發電產生的二氧化碳供給植物生長,自然地消耗掉。例如,運用火力發電產生的二氧化碳培養微藻,微藻營養價值極高,可以製成藻蛋白、DHA 等營養補充品,有很大的商業價值。

2.尋找潔淨新能源

台灣四面環海,除了漁業商機,也蘊藏能源潛力。例如天然氣甲烷(CH4)在深海低溫與高壓的環境下,會與水分子形成「像冰塊,卻可以燃燒」的潔淨「可燃冰」。

事實上,2005年台灣就發現西南海域有不少甲烷資源,但過去探勘技術不成熟,只能盲目地從海面上朝深海投放儀器,效果有限。但現在已研發出結合視訊功能的探勘儀器,可以「看到」海底實際情況。

3.網路調控智慧電網

中華電信等業者近年積極發展「智慧電網(Smart Grid)」,概念是用現代發達的網路技術,調節電力供應,更有效率地分配能源,甚至能降低尖峰時段用電,避免發電單位超載。

由於發電廠多位於偏遠地區,也因此輸送時損耗的電力就相當多,一旦發電廠故障,更會造成大區域停電,而智慧電網則可即時細緻的調度,有機會降低停電的規模。目前澎湖群島已有智慧電網示範區,台北市政府公共住宅也設置有智慧電表、太陽能發電系統。

4.發展優勢離岸風電

離岸風力與海洋能源主軸設計的「浮游式黑潮發電機」,則瞄準圍繞台灣,流速快、流量大的黑潮洋流,機組「飄」在海中,就可以利用洋流動能發電。

受季風吹拂的台灣,擁有得天獨厚的風力能源。2015年台灣第一座海洋氣象觀測塔建造完成,開始收集海象資料,而位於苗栗外海的首座示範風場,也於今年5月中正式啟用,發電成效值得持續關注。

5.生質能替代石油

植物組成、萃取出的「生質能」燃料,是台灣少數可以全自主生產的能源。目前已有生質精煉廠,能借助自行生產高活性酵素、纖維素,壓低步驟及成本,將玉米桿、牧草轉化為工業用酒精,並研發出將葡萄糖及木糖發酵成乳酸菌的技術,可以廣泛運用在附加價值高的耐高溫包裝、醫療用手套、線材等。

6.提高能源運用效率

台灣有至少3成以上的能源消耗在運輸、住宅與服務業上。政府鼓勵企業發展電動車技術,以減少石化能源浪費,並提供航空、物流業者使用。此外也研發出「高效率馬達」,用在風扇類產品中可以節省用電達 1/4,如今在市場上已能找到省電又涼快、「CP 值高」的住商用風扇了。



氫能發電

終極潔淨

近年快速崛起的「氫能發電」,雖非再生能源,但也不是化石燃料,而是一種容易被壓縮、儲存、還原、利用的人造能源,效能高、汙染性低,被認為是終極的潔淨能源,不但企業搶商機布局,各國政府也積極追求,希望能成為淨零碳排的最後王牌。

目前產生氫氣的方法有3種,1.電解水,2.高溫把水蒸氣分解成氫、氧,3.利用高溫熱化學產生氫氣。用氫做無碳動力來源,可以避免增加溫室氣體二氧化碳,成為緩和全球暖化危機的主要希望。唯產製氫能過程,不宜使用碳排量大的火力發電,台灣又不鼓勵以核電產製氫能,仍待積極研究改進產製技術。

儘管如此,台灣目前投入氫能發電布局的企業很踴躍(包括半導體、石化產業,也積極想著如何利用餘氫發電),未來一旦業者布局完成,並順利解決儲存、運輸和配送方面的障礙,將有助於各大產業大步邁向綠色轉型。

此外,目前試車中的氫能電巴,未來若能順利上市,並能設置安全的加氣站,將逐步壯大台灣的氫能載具市場,為台灣的清潔能源轉型和永續發展貢獻力量。

看好台灣的氫能研發能量,近來包括日本、德國、波蘭、義大利等國家,都希望能進一步與台灣合作,共同推動氫能產業。

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