发展混氢与碳捕捉存档,燃气发电也有永续转型课题

天然气发电在各国的净零转型与减碳计划中,都占有一席之地,2025年燃气发电也会取代燃煤发电成为台湾最大供电来源,燃气发电重要性为何?未来这项火电技术又要怎么减碳呢?

为了实现净零碳排,各国纷纷扩大太阳能、风力发电等再生能源设备量,但太阳能与风电皆属于间歇性能源,大量并网也会冲击电网稳定性,因此碳排放较低、启动速度较快的燃气发电便是扮演稳定电网频率、调度电力的重要角色,台湾也规划燃气发电比例提高到50%,再生能源20%目标。

GE Gas Power台湾销售总经理吴大安表示,台湾再生能源设备将持续攀升,如何稳定电网成未来关键。

 GE Gas Power台湾区销售总经理吴大安。(Source:撷自GE)

燃气发电转型中

目前台湾致力加速发展再生能源与储能的同时,也持续推动火力发电机组更新,吴大安指出,发展净零碳排,除了大量构建再生能原系统,燃气发电也可以做到零碳排,从前端的燃烧氢气、到最后端的碳捕捉与存档技术(CCUS)都是。

吴大安说明,燃烧氢气并非新概念,钢铁厂一直以来都有很高的氢含量,未来也有办法实现100%燃烧氢气,但发展氢气涉及到氢气价格、运输与存储氢气等议题,烧氢后也会产生出更多的氮氧化物,不仅后端、管线都需要与时俱进。

好比天然气存储温度落在摄氏零下一百度,但液化氢气存储环境是摄氏零下两百度,现阶段绿氢成本也较高,有待未来企业、政策来推动,构建完成后就可以用100%烧氢技术。

至于CCUS,主要是通过化学方式捕捉排放出来的二氧化碳,之后加以利用或是存储起来,吴大安指出,这项技术执行容易,但重点是可以捕捉多少的碳,以及后续要存储在哪里。

吴大安表示,台湾土地较贵,大部分电厂也都多余的空地,每个电厂需求也都不一样,也建议做好早期计划。

针对现阶段较适合烧氢能还是CCUS,也有待未来发展,吴大安说明,混氢发电是否可以帮助节省成本,还是要考虑到全球氢能供给能否上轨道,成本也要符合经济效益。

氢能与CCUS都需因地制宜,好媲美国有地广优势,有足够空间存档二氧化碳与存储氢气,吴大安指出,目前氢气价格仍昂贵,价格也会反映在电价上,届时电价将上涨三倍,而虽然碳捕捉费用较便宜,但土地较贵,均存在挑战。

台湾燃气发电发展

纵使台湾将来适合发展烧氢还是CCUS,现阶段还不好说,但可以确定的是,台湾燃气发电机组已经采用较先进的技术。

吴大安表示,现阶段GE最新的H型机组已认证过可混氢5%。其中GE与台电合作多年,包括大潭7、8、9、台中1、2、兴达1、2、3等八机组都是H等级,民营电厂惠及也是采用H等级燃气机组。

台电大潭、台中及兴达电厂的燃气机组设备容量约10GW,2025年完工后发电量将占台湾总发电量四分之一,可有效支持电网调度。吴大安指出,台电通宵电厂也将设置约175MW小型燃气涡轮机组,通过6台先进燃气涡轮机组合约,以快速、高度模块化的技术,支持电网调度,预计2023年1月进行试运转。

 LM2500XPRESS燃气涡轮发电机,可快速启动,提供快速电力。(Source:撷自GE)

过去大型电厂构建时间长达4年以上,从最初规划、许可、环评与招标到构建完成,往往需要十年的时间,如今规划与环评时间拉长,若要加快建厂时间,势必得缩短建厂时间,因此现在大型电厂构建已缩短到3年,通霄电厂的6台小型发电机建造期一年,更可在启动后5分钟发电,有利于电力调度与供电稳定性。

吴大安表示,GE在台的燃气电厂计划非常多,期待未来有进一步的计划,更不排除会有混氢或是CCUS计划,现阶段仍在进行讨论。

GE与台电、汉翔、中佳电厂均已签署合作备忘录,GE将与台电一同探索混氢发电解决方案,并扩展碳捕捉等领域;GE与汉翔公司则将探讨航改型(小型)燃气涡轮机搭混氢的可行性。

(首图来源:GE Gas Power提供)