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將氫氣與天然氣混合提供用戶使用的英國HyDeploy示範計畫於基爾大學試營運成功

重點摘述

  1. 背景說明:英國電力與天然氣供應商Cadent(前身為英國國家電網與天然氣配送商National Grid Gas Distribution Limited)在2017年年底向英國政府提出將氫氣注入天然氣管線的示範計畫。該計畫在2018年2月通過,並由Cadent帶領與北方能源公司 (Northern Gas Networks)和相關技術專家合作,先行展開實驗室測試和試驗場域安全檢查測試的數據收集工作,並將氫氣與天然氣混合的測試數據在當年4月提交給英國的健康與安全管理局(Health and Safety Executive, HSE)做進一步的評估。HSE在2018年11月批准了新的計畫,同意將在2019年展開為期一年的Hydeploy示範計畫,該計畫將在基爾大學的天然氣管線內混合最高20% 的氫氣。基爾大學的天然氣管線涵蓋17棟教學大樓和100個家戶。根據Cadent的評估,若英國全境實施與此實驗計畫相同的標準(即天然氣管線中混合20%氫氣),則可為英國減少600萬噸的碳排放(或等同250萬輛車一年行駛所產生的碳排放)。[1][2][3]
  2. Hydeploy計畫在2019年10月開始施作將氫能注入天然氣管線的相關工程與設備安裝,合作夥伴包括Cadent、ITM-Power、NGN和Progressive Energy等;此外,也已完成對Cadent公司West Mids營運團隊的培訓。[4]
  3. 為了完成上述的實驗,團隊在2019年8月時完成了兩個重要測試。首先,在Thyson的工廠針對氫氣與天然氣混合的設備測試未引入任何氣體前的乾式模擬運行的測試;接著,在完成上述測試後,再進一步至北方能源公司(Northern Gas Networks)的InTEGReL工廠進行實際導入氫氣與天然氣的測試。在此階段中,實驗團隊模擬了基爾(Keele)實際的操作環境來進行測試和相關訓練,在通過測試後,HyDeploy的執行團隊得到了充分的參數設定數據。[5]
  4. 在2020年1月,HyDeploy在基爾大學的第一階段計畫全面展開,提供30個教學大樓和100個家庭最高混合至20%的氫氣。[6]
  5. Cadent的首席安全與策略長Ed Syson表示,此次實驗對英國而言是一個重大的里程碑,是英國第一次在天然氣管線中注入氫氣並提供給家戶使用,此計畫未來可繼續嘗試提供工業和運輸業等氫氣作為燃料使用,可促使英國成為氫能應用的世界領導者。[6]
  6. 在基爾大學的示範計畫經費是由英國天然氣與電力市場辦公室Ofgem(Office of Gas and Electricity Market)支應,計畫規模約為700萬英鎊(約2億7,498萬台幣)。[6]

 


評析

  1. 根據HyDeploy目前的調查與研究結果,在天然氣管線中混合20%的氫氣並不會改變英國家戶的電器使用習慣,即混合氫氣既不會干擾和影響家戶的日常,卻大幅減少了能源使用的碳排放。
  2. HyDeploy的計畫在基爾大學的實驗和試運行僅只是此計畫的第一階段,待第一階段的實驗成果與數據通過HSE的批准後,會進一步在英國的西北地區做更廣泛的試點實驗,長期希望能推廣至全英國來施行。
  3. 根據統計,在英國的西北地區,仍約有11%的工業用戶和400萬的家庭仍利用天然氣來供暖和進行烹飪。事實上,英國的能源消耗中,家庭和工業供暖約占了英國能源總消耗量的一半(約占總體碳排放量的1 / 3),全英國目前有83% 的家庭利用天然氣來供暖。[1] [6]
  4. 根據我國目前最新數據,2018年的天然氣用戶約有345.8萬戶,普及率約為42.28%,但我國家戶天然氣使用主要僅應用在烹調與熱水器上,與英國主要用於供暖的情況不同。[7]
  5. 目前HyDeploy示範案的氫氣並非利用再生能源來電解氫,故在整體減碳效益上並未完全發揮潛力,未來隨著英國再生能源的發展,由再生能源發電所製的綠氫 (Green Hydrogen) 可能將進一步降低英國在供暖、烹調上的碳排放。此外,若在工業上相關應用得以證明其安全性和可行性,亦將進一步使英國工業的碳排放量減少。
  6. 氫能為未來能源科技的重要項目之一,雖然技術與應用層面上仍有許多挑戰待突破,但在我國鄰近的南韓與日本皆展開與澳洲合作氫能相關計畫的情況下,我國或可將氫能視為中長期能源策略的一環,提前開始法規的探討與相關配套的研擬,如利用天然氣供應的管線來供應氫氣的方式等,以利未來技術成熟或成本可接受時能在我國順利推廣。

資料來源:

[1]     Priyanka Shrestha, “New plans to introduce hydrogen in North West gas grid,” Energy Live News, 2017/08/10.

[2]     Priyanka Shrestha, “Project aims to inject hydrogen into UK gas network,” Energy Live News, 2018/02/28.

[3]     Priyanka Shrestha, “New UK hydrogen gas network trial cleared by HSE,” Energy Live News, 2018/11/06.

[4]     HyDeploy, “Everything in place at Keele,” 2019/10/14.

[5]     HyDeploy, “Grid Entry Unit passes with flying colours,” 2019/10/14.

[6]     Priyanka Shrestha, “UK first: Hydrogen injected into gas grid as landmark trial gets underway,” Energy Live News, 2020/01/06.

[7]     我國各縣市天然氣用戶數及普及率,經濟部能源局開放資料。

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氫能天然氣示範計畫