工總籲重視淨零轉型 經部:積極發展再生能源及儲能、智慧電網等相關配套解決方案(08/12/2021 聯合報、中央社)
工總今天發表白皮書呼籲政府重視淨零轉型、能源配比等議題。經濟部晚間表示,會積極發展再生能源,提供產業足夠的綠電,維持外銷競爭力,並強化儲能系統,增加供電調度穩定性。
經濟部晚間表示,電力結構先朝低碳發展、再邁向無碳化,將是淨零排放的關鍵。以2025年能源轉型為基礎,持續擴大再生能源發展,不但能降低排碳,更能提供產業更多綠電,滿足全球供應鏈碳中和要求,提升國際競爭力。
同時,搭配碳捕捉、封存技術,以及氫能等新燃料,將可確保電力系統穩定、兼顧減碳。經濟部強調,為履行綠色供應鏈及RE100倡議,確保「台灣製造」產品的外銷競爭力,持續發展再生能源,才能讓台灣趕上全球趨勢。
經濟部提到,台電公司為因應大量再生能源併網,已規劃引進儲能系統、提供自動調頻輔助服務。除於去年採購15MW儲能系統自動調頻輔助服務外,更於今年7月1日啟動電力交易平台,盼藉以吸引更多儲能系統參與輔助服務市場。
為強化電力系統穩定,經濟部已責成台電公司,評估搭配相關電網新技術、新電力設備、可提供頻率控制、電壓調整的調度資源,建置區域電能調度中心,逐步朝向區域電網發展;同時利用儲能電池提供的輔助服務,快速提升調頻備轉能力,穩定供電調度。
針對工總提出碳費與碳交易的建議,經濟部表示,會持續蒐集各國經驗,綜合考量產業國際競爭力、國際對接、產業特性及對弱勢產業和族群衝擊等因素,並兼顧減碳與國家競爭力、能源穩定供應與落實公正轉型。
經濟部指出,今年上半年出口已累計達2069億美元,年增31%;外銷訂單更已連16紅,上半年累計3099.2億美元,年增39.2%,製造業訂單穩定成長,顯示台灣已逐漸從疫情影響中恢復。
對於廠商反映貨櫃難覓、原物料高漲等問題,政府已有各項因應措施,例如行政院召開穩定物價小組會議、航港局設置「國際海運運輸平穩專區」等。
經濟部補充,協助產業多元化發展一直是政府目標,也自105年起推動5+2產業創新計畫,吸引包含Google、微軟、亞馬遜等科技巨頭紛紛來台成立研發中心、創新中心,協助產業多元化發展。
完整內容請見:
https://udn.com/news/story/7238/5670257
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台灣燃料電池 廠商 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的最佳貼文
這是一篇蠻持平客觀的分析、說明..... 電動車和你想的不一樣:只是炒作?真的會造成缺電嗎?專家一次說清楚(12/30/2020 風傳媒)
"你應該知道的是:豐田汽車社長痛批,電動車若更加盛行,可能造成日本大缺電,此一說法引發外界熱烈討論。如果電動車滿街跑,到底會不會缺電?電動車只是炒作的話題嗎?作者以專業背景解釋,電動車對解決大城市嚴重空氣污染將有顯著成效,但能源轉型困境並未因此紓緩,能源問題人人有責,不能把責任推給政府。"
作者:曲建仲 / 台大電機博士,知識力專家社群創辦人
近年來空氣污染讓大家忍無可忍,溫室效應造成的氣候暖化日益嚴重,讓世界各國政府推出新的碳排放法規,不約而同喊出 2030或2040 年禁售燃油車的口號,許多車廠被迫積極開發電動車,彷彿電動車能夠解決人類的空氣污染與能源問題,豐田社長怒批世界各國政府力推電動車只是炒作,許多人可能認為那是豐田(Toyota)眼見特斯拉(Tesla)股價節節高昇而吃醋,所以電動車真的是未來環保的新希望嗎?事實恐怕和你想的不一樣?
電池的構造與原理
所有的電池都具有陽極(負極)與陰極(正極),基本上都是由陽極(Anode)發生的化學反應產生電子(Electron)與陽離子(Ion),電子流入元件可以推動元件工作,也就是我們所稱的電能,如圖一(a)示;陽離子則經由電解質穿越多孔性的隔離膜到達陰極,如圖一(b)所示;最後陽離子與電子在陰極(Cathode)結合,如圖一(c)所示。
電池的陽極(Anode):是我們所稱的「負極(Negative electrode)」。電池的陰極(Cathode):是我們所稱的「正極(Positive electrode)」。
兩者恰好相反,千萬別弄錯了唷!大家可能會好奇,為什麼會恰好相反來造成大家的困擾呢?因為化學家定義放出電子的叫「陽極」;而陽極放出電子,代表陽極必定帶負電(同性相斥、異性相吸),所以物理學家稱陽極為「負極」。
不同的鋰電池主要是陰極材料不同
不同的鋰電池其實主要是使用的陰極材料(正極材料)不同,目前最常用的陰極材料共有四種:鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)、鋰錳氧化物(LiMn2O4)、鋰鐵氧化物(LiFePO4),其中大家常聽到的「三元鋰電池」其實是陰極材料使用鈷鎳錳酸鋰三元化合物的鋰離子電池,其中三元是指包含鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)三種金屬的化合物,而電解質主要是使用六氟磷酸鋰液體,負極材料一般是使用石墨。
固態鋰電池未來發展值得關注
由於現在的鋰電池所使用的電解質是液體,容易發生漏液汙染、易燃爆炸等問題,而固態鋰電池的電解質是固體,不會因為隔離膜破損就導致陰陽極接觸短路爆炸,而且固態鋰電池的密度和結構可以讓更多帶電離子聚集傳導更大的電流提升電池容量,此外固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液等特性,不像傳統鋰電池的液態電解質含有易燃有機溶液,需要降溫、防撞擊、防穿刺等安全裝置。
電極材料與液態電解質容易完全接觸,但是和固態電解質接觸不如液體,造成介面阻抗過高,影響整體電池效能,而且固態電解質製程良率低價格高,仍然有許多困難。日本Toyota公司預計2022年推出全固態鋰電池的電動車,美國Fisker公司為固態鋰電池申請專利,能量密度可達傳統鋰電池的2.5倍,法國Bollore公司已經量產固態金屬鋰聚合物電池,德國Bosch公司收購美國Seeo公司研發固態鋰電池技術,QuantumScape公司的鋰固態電池號稱15分鐘可以充飽80%股價大暴漲,由於廠商投入資源研發未來發展可期。
電動車的普及有賴電力基礎建設
電動車要充電,但是如何充電是個大問題,像Gogoro的電動機車一個電池只有9公斤,使用者可以到電池交換站自行更換電池,但是Tesla電動車的電池重達500公斤以上,只能以定點充電的方式進行,即使目前的規格要求在1小時內完成充電,使用者是否能在加電站等1小時卻是個問題。
如果必須把車開回家在停車場充電,最大的問題是目前的電力基礎建設不足,假設大樓停車場有100個停車位,每個都設置插座,當100台電動車同時充電時,大樓的變壓器無法承受如此巨大的電流,因此整個電力基礎建設,包括:變壓器、變電所、高壓電塔都必須重新設計才能達成,聽起來就不是短期內可以做到的事,可能的解決方法是在大樓停車場建置大型儲能電池,當大量電動車充電時可以由大型儲能電池供電,考慮到成本與安全,大型儲能電池使用釩電池或鋁電池是未來可能的發展方向。
電動車不會排放廢氣 更環保而且節省能源?
由於我們的發電廠是以高壓交流電(AC)傳送到使用者家中,再以「電源供應器(PSU:Power Supply Unit)」轉換為直流電(DC)才能對鋰電池進行充電,如果使用的是交流馬達,則鋰電池供電時要再轉換為交流電(AC)給馬達供電,每一次的電源轉換效率大約80%~90%,因此這樣轉來轉去其實浪費許多能源。根據德國慕尼黑經濟研究院(IFO:Institute for Economic Research)發布的一份研究報告,考慮電動車的碳排放量時,如果將鋰電池的生產製造、能量轉換,以及供電過程中發電廠發電所排放的二氧化碳算進去,電動車的二氧化碳排放量會比傳統燃油汽車高。
根據IFO的資料,最環保的能源形式是使用「甲烷」,也就是我們家裡用的天然瓦斯,它與一般的「瓦斯車」類似,差別在目前瓦斯車使用的「液化石油氣」是丙烷和丁烷的混合物。以甲烷為主要動力的內燃機(引擎)可以使汽車減少碳排放量,而且甲烷裡含有的氮化物、硫化物等雜質更低,是汽車製造商可以採用的環保能源,搞了半天最環保的竟然是瓦斯車,看來豐田社長怒批電動車只是炒作算有幾分道理,不過瓦斯車還是會排放二氧化碳,無法解決溫室效應的問題。
電動車只能改善空氣污染 無法解決能源問題
充電站裡的電是那裡來的呢?還是由發電廠來的,說來說去,又回到了最原始的火力、水力、核能發電來提供,核能目前被社會接受的可能性很低,在台灣想蓋水庫都很困難了更別說水力發電廠,因此又回到最原始的火力發電,不論是使用天然氣或煤碳,最後還是免不了要造成空氣污染的,因此有人說電動車只是把城市裡的空氣污染,轉移到郊區發電廠而已。台灣目前全力推動太陽能與風力發電,這是應該做的,只是核能電廠要除役,太陽能與風力發電只怕用來補上這個電力缺口都不夠,沒辦法多出來給電動車使用。
汽柴油車與火力發電廠最大的差別,在於對污染物的控制,汽柴油車滿街跑到處噴廢氣,只能使用觸媒轉化器進行處理,由於價格與體積的限制,無法對廢氣有效回收處理;而發電廠是將廢氣集中處理,可以使用更昂貴體積更大的工業設備對廢氣有效回收處理,污染的確變低,因此使用電動車一定會減少城市的空氣污染,再加上近年來電池從製造方式到回收技術都快速進步,發展電動車仍然是重要的選項之一。
氫能與燃料電池被視為終極環保能源但是困難重重
傳統電池直接使用化學反應產生能量,優點是能量轉換效率很高(80%以上),但是充電需要比較長的時間;而使用燃料以內燃機(引擎)進行燃燒反應產生能量,優點是可以直接補充燃料,但是使用內燃機的能量轉換效率很低(30%以下),科學家開始思考,有沒有一種方法同時具有「電池」與「燃料」的優點呢?於是燃料電池從此誕生了。
燃料電池和傳統電池的原理相同,都是將活性物質的化學能轉換成電能,但是傳統電池的電極本身是活性物質,會參與化學反應;而燃料電池的電極本身只是儲存容器而已,並不會參與化學反應(觸媒只用來引發化學反應),必須將活性物質加入電池內,就好像我們的汽車補充燃料一樣,才能產生化學反應形成電能,是一種要補充燃料的電池,故稱為「燃料電池(Fuel cell)」。
儲氫技術價格偏高目前仍然無法擺脫石油
燃料電池使用氫氣與氧氣反應產生水,反應後排放的氮化物或硫化物極少,幾乎沒有任何污染,因此被視為終極環保的再生能源。但是燃料電池必須使用氫氣做為燃料。高壓儲氫技術如何把又大又重又危險的氫氣鋼瓶放在車上是個大問題;因此有國外公司開發出可以承受700大氣壓的航太複合材料儲氫瓶,可以取代氫氣鋼瓶,Toyota公司更在推出氫燃料電池車款Mirai,創下單次加滿氫氣可以行駛500公里的紀錄,已經是成功的商品了,那麼它的問題到底在那裡呢?
首先車上放了一個壓力這麼大的儲氫瓶是否安全是個問題,氫氣的來源則是更大的問題,大家都知道電解水可以產生氫氣與氧氣,問題是電解水產生氫氣的成本很高,而且這些電還是來自發電廠。為了降低成本,目前工業上主要是將碳氫化合物 (石油)以「 蒸氣重組」(Steam reforming)的方式分解生產氫氣,搞了半天還是要以石油做為原料,看起來人類要擺脫石油還真困難。
為什麼世界各國都訂定2030或2040年禁售汽柴油車?
很有趣的現象,世界各國都訂定2030或2040年全面禁售汽柴油車,為什麼是這個時間呢?主要還是覺得前面介紹的這些問題,包括充電站建置、電力基礎建設、新建大型發電廠,或是太陽能、風力發電等新能源開發,大約需要20年時間,因此選擇了這個時間點,問題是如果時間訂定了,卻沒有看到政府加蓋發電廠,那時間到了要怎麼辦呢?
不過各國政府爭先恐後這樣「宣誓」,還有一門不可言傳的心思,那就是老百姓對空氣污染已經忍無可忍,但是眼見要解決這個問題困難重重,宣誓「2040 年」禁售汽柴油車,等於是給老百姓一個交代,反正2040年是 20 年以後的事了,到時候站在台上的一定不是現在宣誓的這個人,這種只靠嘴巴說說就可以成功的「政績」,何樂而不為呢?
能源問題人人有責 不能把責任推給政府
經過前面的介紹,大家一定發現人類的能源問題沒有這麼簡單,政府該做的不只是靠嘴巴宣誓禁售汽柴油車,而是必須認真開始發展綠色能源。目前最大的問題在於:電價太便宜,造成使用者沒有節約用電的習慣,各種價格較高的「家庭能源管理系統」(HEMS:Home Energy Management System)乏人問津,電價如果真的大漲又會造成物價波動,受限於選舉與政治因素,要讓電價上漲也是困難重重,只能靠我們自己養成時時節約能源的習慣,才是最有效的方法。
責任編輯/周岐原
完整圖文內容請見:
https://www.storm.mg/article/3340151?mode=whole
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重磅專訪 Part 1&2》不只廢核廢煤 德國實現「2050碳中和」還有秘密武器.....(11/25/2020 風傳媒)
Part 1 - 德國大力發展氫能,在重工業、航空、航海與陸路重型貨物運輸等行業大量使用氫能,目標是成為全球生產綠色氫能的領先者,在2050年實現碳中和。
(謝錦芳 報導)德國預定2022年底前廢棄核能,2038年底前廢煤,廢核又廢煤,德國能夠完成這個艱鉅的任務嗎?德國經濟能源部能源政策司長赫登(Thorsten Herdan)接受《風傳媒》專訪時指出,德國有信心在2022年底前關閉剩下的3座核電廠,完全廢核,並逐步廢棄煤,全力發展氫能,將在重工業、航空、航海與陸路重型貨物運輸等行業大量使用氫能,成為全球生產綠色氫能的領先者,在2050年實現碳中和。
歐盟、德國均承諾,要在2050年達成碳中和(碳中和係指在能源、交通、農業和工業過程中,平衡二氧化碳排放與清除,或完全消除二氧化碳排放,實現二氧化碳淨零排放、碳足跡為零)。為了達成這項目標,德國在廢核、廢煤之外,必須有更積極的作為,發展氫能成為德國的秘密武器。德國聯邦政府6月通過「國家氫能戰略」,將投入70億歐元推動氫能科技,另提撥20億歐元促進氫能跨國合作,合計90億歐元,全力發展氫能,以取代化石燃料。
砸70億歐元推氫能科技 尋求與台合作
為發展氫經濟,擴大市場規模,德國積極尋求與台灣合作的機會。赫登自2014年6月起擔任德國聯邦政府經濟能源部能源政策司長,負責能源轉型大工程。他表示,近年德國在經濟成長與電力需求方面已明顯脫鉤;發展氫能是一項結合工業、能源轉型與氣候保護的重要政策。以下為赫登接受專訪摘要。
問:德國聯邦政府批准「國家氫能戰略」的主要推動力是什麼?
答:德國和歐盟設定了氣候保護目標,亦即2050年要實現氣候中和。為了實現這個目標,必須對不能或只能困難地電氣化的產業進行脫碳。 我們堅信,必須在重工業、航空、航海和陸路重型貨物運輸等行業中大量地使用氫能,才能夠實現氣候中和的目標。
氫氣是一種未來技術,我們希望建立一個全球氫能市場,擴大其使用範圍和產能,從而降低成本。
我們將「國家氫能戰略」(NWS)視為一項工業政策的策略,德國企業在整個價值鏈中是生產綠氫技術的全球領先者,擴大氫能的使用範圍可為這些公司提供巨大的商機。
快速拓展加氫站網絡 發展氫能車
問:德國聯邦政府如何推動氫能車?
答:依「國家氫能戰略」方案,交通運輸領域是策略的重點之一。 在這一領域裡我們規劃9項具體措施,以擴大氫能市場和燃料電池技術的市場。 氫能可為減少交通運輸領域的二氧化碳排放量做出重大貢獻。
最重要的是擴展氫能基礎設施,這樣才能使氫能驅動的車輛在德國立足穩固。 目前,德國僅次於日本,是全球加氫站數量最多的國家,截至2020年11月共有86個加氫站。我們的目標是進一步快速擴展加氫站網絡。
除此之外,我們支持產業界在交通運輸領域使用氫技術,並資助用於運輸的氫能技術和燃料電池技術的開發、構想、市場準備和採購。
擴大市場規模 預估氫能成本將下滑
問:現階段氫能成本極高,如何鼓勵企業使用氫能?
答:的確,目前氫能價格昂貴,不過,我們早期開始發展再生能源時的成本是現在的10倍,我們預期氫能的發展也有相同趨勢,氫能的成本未來有大幅下降的潛力。再生能源價格下滑很快,以海上風電為例,德國最近一輪競標價格是以市價交易,政府不必提供政策補貼,因此,我預估氫能價格會進一步下滑。
此外,德國政府初期會提供綠色氫能政策補貼,會使氫能的成本下降,目前較大的問題是如何把氫能輸送到最終使用者。
確保能源供需平衡 德國做了這些事
問:再生能源受制於天氣因素和儲存問題,有其局限性。德國聯邦政府使用氫能來協助能源供需平衡並支持再生能源的計畫是什麼?
答:德國的再生能源占總發電量比率大幅上升,供電品質保持在最高水準。2020年上半年,德國再生能源供應大約一半的電力需求;在2019年時,這一比率已超過40%。與上一個年度相比,2019年每個消費者的斷電時間減少了1.71分鐘,降至了12.20分鐘。這是自2006年首次發布斷電數據以來的最低停電時間。
為了確保供電安全,電力系統必須具備靈活彈性。發電廠商和消費者需要一些激勵措施,靈活地生產和消耗能源。我們的電力市場製定了這些激勵措施,以便在沒風、沒太陽而電力的需求卻特別高時,發電廠商可以在市場上獲得更高的價格。
在靈活的電力系統裡,把電力儲存或氫動力發電廠以及其他靈活的電力生產廠商都考慮進去了。如果將來對用電靈活性的需求增加,靈活的電力生產廠商在市場上可以鞏固自己靈活又經濟實惠的供電者的地位。這一切將由市場決定。
★★★ 【小檔案】德國國家氫能戰略:
為實現《巴黎氣候協定》的目標,德國、歐盟承諾在2050年達成碳中和。德國聯邦政府於6月10日通過「國家氫能戰略」方案,將投入90億歐元發展氫能,計畫在2040年之前完成10GW的電解綠色氫能,建立氫經濟產業鏈,包括科技、發電、儲存、基礎設施和使用。
德國預計2038年前完全廢煤,為了成功完成能源轉型,在兼顧能源供給安全性、能源可負擔性與環境相容性等目標,必須採用創新的氣候行動,把目前使用中的化石燃料加以淘汰,氫能成為重要的替代能源,並且以使用再生能源生產的綠色氫能為主。德國聯邦政府預估,未來10年全球與歐盟的氫能市場將大幅成長,零碳的氫能可以進行貿易。為擴大氫能市場規模,必須積極進行跨國合作。
依德國「國家氫能戰略」,氫能是能源轉型成功的關鍵。氫能可做為能源來源,用於氫燃料電池,驅動氫能運輸。氫能可做為儲能煤介,用於儲存再生能源,有助於平衡再生能源的供需。
Part 2 - 德國是能源轉型的先驅者,有成功的經驗,也有失敗的經驗,德國經濟能源部能源政策司長赫登指出,「我們發展再生能源電廠時,太慢建設電網等基礎設施,把再生電力輸送到南部地區家戶。」,「我們推動再生能源過程中,太遲做全方位規劃;能源轉型必須全方位思考,將再生能源的供需、能源效率提升和產業結合等做全盤規劃。希望台灣避免犯同樣的錯。」
「能源轉型的艱鉅任務還沒有結束。這是一項我們堅決奉行且必須代代相傳的任務。」
(謝錦芳 報導)
「能源轉型須全面性思考,德國太遲才開始全方位規劃」
赫登指出,能源轉型問題必須全面性思考,必須將再生能源的發電、能源效率和產業結合做全盤規劃。這意味著規劃基礎設施,例如規劃供電網和供熱網,以及制定法律框架條件時,必須全方位考量,適時布建電網,將再生能源電力輸送到最終使用者。德國太遲才開始做全方位規劃。
赫登表示,「很長一段時間,我們對市場的信任度不夠。透過資助額度的確定,以及透過強制綠電生產者在市場上出售電力,我們能夠顯著降低再生電力的成本。就海上風電場而言,我們甚至可以完全不必補貼風電生產者。」
他強調,「國家必須制定長期擴展目標並建立可靠、透明的法律框架條件,以確保規劃安全。最重要的是,為離岸風力發電廠的開發建立透明的框架條件。對於進行這種資本密集型的投資,這是必要的先決條件,以便投資者可以及早為項目募資,以及使得項目得以如期開展。項目開發人員應該及早得知技術規範和標準,以利主管機關和民營廠商進行建設性的合作。」
核廢料處置經費逾8千億 核電廠運營商負擔
德國的最後3座核反應爐將於2022年底關閉,德國如何確保電力供應無虞?赫登表示,「有信心可以如期在2022年底前關閉最後的3座反應爐。近年來,德國出口了大量電力,逐步淘汰核電和煤電將使得電力的出口下降。此外,德國有相當高的以天然氣為基礎的產能,迄今為止只有相當有限的程度被使用。我們還在持續擴展各種再生能源。總體而言,即使在完全淘汰核電之後,德國的電力供應還是有保障的。」
對於核廢料的處置計畫,赫登表示,核電廠運營商有義務自己承擔核電廠的退役和拆除費用,處置和最終儲存由其產生的放射性核廢料的費用也是由核電廠運營商承擔。這筆費用預計將高達240億歐元(相當新台幣8112億元)。核電運營商已將這筆款項提交給聯邦政府,並於2017年將其轉移到一個公法基金,然後再從這個公法基金為臨時和最終儲存核廢料提撥所需資金。 因此,臨時儲存和最終儲存核廢料的實施和融資都與聯邦政府的權限和責任捆綁在一起。
赫登指出,「在德國,所有類型的放射性廢棄物都將在深層地質結構中進行最終存放。 德國用於永久存放低放射性和中等放射性廢棄物的處置庫已經投入使用了,有些還正在建造中。我們目前正在尋找適合建造高放射性核廢料永久儲存庫的地點。對於此,我們計劃納入廣泛的公眾意見參與。」
完整內容請見:
https://www.storm.mg/article/3224969
https://www.storm.mg/article/3225075
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