能源知識庫

重點摘述

1. 背景說明：英國氣候變遷委員會 (Climate Change Committee, CCC) 在2018年提出一份以氫能為主題的低碳社會報告 (Hydrogen in a low-carbon economy)。該報告指出英國應在三年內提出低碳熱戰略 (low carbon heat strategy) 來處理英國家庭與工業耗費大量資源在供暖的問題。該報告指出氫能將在英國的低碳社會中扮演重要角色。該報告指出，在成本最低的情況下，在2030-2050年間每年投資2,800萬英鎊(約10億6,962萬新台幣)在氫鍋爐和靠電力供暖的系統上，可以在不增加消費者負擔的情況下提供英國家庭與工業供暖。實際上英國供暖系統要完全電子化有很大的難度，但氫能可做為取代傳統天然氣的主力，進而使英國在供暖上的碳排放量減少。但傳統製氫的方式並不見得符合低碳社會的需求，為了要產生低碳氫 (low-carbon Hydrogen) 或綠色氫 (Green Hydrogen)，CCC建議需要投資更多的資金在碳捕集和封存(Carbon Capture and Storage, CCS) 和再生能源的投資上。[1][2]
2. 英國商業、能源暨工業策略部 (Department for Business, Energy & Industrial Strategy, BEIS) 在2020年2月18日公布一個新的9,000萬英鎊(約34億3,807萬元新台幣)一籃子計畫(總金額約9,250萬英鎊(約35億3,356萬元新台幣))，其中由BEIS透過廠商們各自提案競賽型計畫總金額約4,665萬英鎊(約17億8,206萬新台幣)，其中，約有2,824萬英鎊(10億7,879萬元新台幣)是將用於製氫的相關計畫；將工業化石燃料移轉使用再生能源的相關計畫約有1,841萬英鎊(約7億327萬元新台幣)。
3. 在一籃子計畫中，由英國研究與創新局 (UK Research and Innovation, UKRI) 提供共4,600萬英鎊(17億5,723萬元新台幣)的經費。其中，有2,200萬英鎊(約8億4,041萬元新台幣)將提供給英國頂尖的科學家與工程師進行運輸與供熱方面前瞻的脫碳 (decarbonising) 技術研究；2,100萬英鎊(約8億221萬元新台幣)的計畫用在地方智慧能源規劃上；300萬英鎊(1億1,460萬元新台幣)用於獎勵提供本地能源系統關鍵技術的專案。[3]
4. 在與製氫相關的計畫中，Dolphyn計畫和Gigastack計畫皆會利用英國離岸風力發電來電解氫，其中又只有Dolphyn計畫會架設新的試驗風機，並在試驗風機組合處理海水與電解氫的電解槽，該試驗風機規模雖僅2MW，但該計畫的規劃是朝10MW的大型風機進行規劃。Gigastack計畫則透過既有的沃旭和Hornsea的風機來進行電解，此計畫關鍵在利用十億瓦(GW)級的質子交換膜 (polymer electrolyte membrane, PEM) 的電解槽來達到高效率製作零碳氫的方法。[4]
5. 除了Dolphyn計畫和Gigastack計畫，其他製氫的計畫皆仍以天然氣為主體，但分別應用不同的技術和設備來達到低碳製氫的結果。[4]
6. 總金額約1,850萬英鎊(約7億671萬元新台幣)的轉換燃料計畫，主題皆以討論將工業中使用的天然氣以氫氣替代的燃料轉換的研究；事實上，本類型的補助計畫已是BEIS補助的第三期計畫，前面已有兩個階段的計畫為前導計畫。[5]
7. UKRI共資助了九個區域性智慧能源的計畫，預計至2030年將有超過25萬人的房子將由再生能源來供電，估計會使這些家庭在能源的開銷減少至目前的一半水準。[3]
8. 此九個計畫中，如在英國的Rugeley，將把一座退役的燃煤電廠拆除，並規劃建造一個2,300戶的永續村莊，在此村莊中，居民將使用新的蓄熱裝置來供暖和儲能，此新的裝置將利用當地的廢礦和運河來實作。[3]
9. 此外，如在英國的Coleraine，將會把當地近100個家庭的房屋組成微電網，並完全由當地的風力發電來提供電力，約可減少這些家庭50%的能源支出，並可將再生能源對當地能源結構的貢獻提高1/4。[3]

評析

1. 英國在大選結束且脫歐後，積極推動再生能源和邁向低碳社會的相關計畫。本次提出的9,000萬一籃子計畫，其中非UKRI經費的部分主要由BEIS下的5億英鎊(約191億元新台幣)創新基金所提供，此基金主要資助尖端技術和應對氣候變遷等技術的研究。[3]
2. 由英國的計畫中可觀察到，英國的政策已朝向利用新技術來直接減少工業部門的碳排放，透過燃料轉換的研究與實作，可有效加速英國朝低碳社會邁進。
3. 由本次英國BEIS所提出的規劃可看出，英國目前除了協助廠商研擬轉換化石燃料為低碳燃料外，也在供給端有對應計畫，雖然目前主要仍是透過天然氣來製氫，但英國也開始投入資源在綠氫的研發上，未來若技術得以進一步突破，應可對英國達成2050碳中和有顯著助益。
4. 我國目前在氫能的研發投入上大多聚焦在燃料電池的研發，未來或可參考英國的政策規劃，將製氫與工業燃料轉換等具高關聯性的政策做整體規劃，並追蹤綜效。
5. 此外，我國由於近98%能源仰賴進口，故利用進口的天然氣或燃煤來製氫的成本又較其他國家來得高，未來或可搭配再生能源的部署，在離島或偏鄉將再生能源離峰電力利用氫能進行儲存，藉以強化再生能源供電的整體穩定性。

資料來源

[1]     Climate Change Committee (2018), “Hydrogen in a low-carbon economy”.

[2]     Priyanka Shrestha, “UK should explore hydrogen heating for homes and industry,” Energy Live News, 2018/11/22.

[3]     UK Department for Business, Energy & Industrial Strategy, “New UK hydrogen gas network trial cleared by HSE,” 2020/02/18.

[4]     UK Department for Business, Energy & Industrial Strategy, “Hydrogen Supply Competition Phase 2 successful projects,” 2020/02/18.

[5]     UK Department for Business, Energy & Industrial Strategy, “Industrial Fuel Switching competition phase 3: successful projects,” 2020/02/18.

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