能源轉型大勢所趨,掌握碳中和儲能商機!一次搞懂什麼是碳中和、鋰電池、固態電池、燃料電池(07/12/2021 TechNews科技新報)
作者 姚 惠茹
聯合國在 1997 年 12 月通過京都議定書將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平,以保護地球的生態系統。從那之後,碳排量就逐漸成為評估環境成本的一項重要指標。2015 年 12 月,各國在《巴黎協定》中承諾,在 2050~2100 年實現全球「碳中和」目標。
什麼是碳中和呢?
碳中和是「從環境中消除的碳排超過所排放的碳」。通常透過使用低碳能源取代化石燃料、植樹造林、節能減排等形式,來達到相對「零排放」。目前為止全世界已經有超過 50 個國家宣告在本世紀中葉達到碳中和,超過 100 個國家在政策中提及,2050 年是大部分國家設定的目標年。
分析碳中和商機,首先要來了解主要碳排產業,目前全球最大的碳排放產業是電力產業,其碳排放量佔全球碳排放量比重高達四成,而再生能源發電的比重近幾年來雖然持續增加,也約略佔三成左右,如扣除水力發電、地熱發電等,以風電及太陽能為主的再生能源佔比又僅有一成,富邦證券表示,未來持續增加風電與太陽能發電仍將是主要的發展趨勢。
車輛的二氧化碳排放佔全球碳排放量比重超過二成,因此未來電動車取代內燃機汽車的趨勢,將會加快進行,另外包含製造業的工廠與建築業等佔全球碳排放量也達到二成,因此將被迫更新其生產設備,降低排放量,中國及其他第三世界等地區,必須要淘汰高汙染高排碳的產能,建置更具效能且符合環保碳排規範的產能取代,否則其出口將會被先進國家課以碳稅。
從前面分析主要碳排來源,就可以知道為什麼再生能源和電動車會成為近年來的重要產業發展趨勢,然而電動車雖然不排放 CO2,但若使用的電力是火力發電,則會增加發電廠的碳排量,因此電力來源由火力發電轉為再生能源,再使用電動車才能真正達到減碳的效果。
富邦證券表示,由於再生能源如太陽能與風電都是屬於間歇性發電,受到日照時間與季節性風力強弱的影響,必須透過儲能系統,將再生能源發電做妥適的儲存應用,故儲能系統將在碳中和發展趨勢中,扮演著重要的關鍵角色。
近年來光電、風電產業快速崛起,因綠能發電具間歇性特質,尚需儲能系統搭配,才能避免再生能源受到天氣因素的波動影響供電,確保長期供電穩定,儲能系統市場規模因此快速成長,2018年全球儲能系統放電量 5,971 百萬瓦時,預估至 2024 年,全球儲能系統規模年複合成長率超過七成。
富邦證券指出,現階段全球儲能系統主要可分為三大類,機械能儲能、電化學儲能(鋰離子電池)及化學儲能(燃料電池)三大類,其中以電化學儲能為目前的市場主流,而化學儲能為近年備受市場期待的另一種儲能系統。
鋰離子電池
目前全世界車廠所生產的電動車,其儲能電池的應用種類,以「鋰離子電池」為市場應用主流,而再生能源儲能系統方面,也大部分同樣採用「鋰離子電池」,作為協助電網進行電力調節的輔助設備,例如特斯拉在各地建置超級充電站,就會利用到鋰電池儲能系統。
鋰電池材料中以正極材料最為重要,一般都是以鋰合金氧化物所構成,也是常聽到的三元鋰電池就是以鎳鈷錳等三種材料組成正極的鋰電池,另外常聽到的磷酸鋰鐵,也是正極材料的一種。負極材料目前多以石墨為主,未來會往矽負極來發展電解質現階段都是液態(膠狀),目前業界正積極開發固態電解質的鋰電池,作為下一世代鋰電池的發展方向。
固態電池
鋰電池為「液態電池」,其電解液為膠狀電解質,而液態電池性能容易受溫度高低影響,並有電解液外漏爆炸的風險,當前普遍使用的有機電解液存在爆炸等安全隱憂,已成為限制鋰離子電池發展的瓶頸,而固態電解質的重量較輕,只有液態鋰電池的一半、充電速度比鋰離子電池快,只要 10~15 分鐘,而且沒有腐蝕性的問題,壽命較長。
目前日本豐田、南韓三星、中國寧德時代、美國的 Quantum Scape(QS),德國的 Solid Power 與台灣輝能等公司業已開啟固態電池產業化進程,目前預估最快 2023~2025 年間,有可能量產車用固態電池。
燃料電池
燃料電池為一種將燃料(通常是氫氣)與氧化劑產生的化學能通過化學反應轉換成電能的儲能系統,通常又稱為氫能源,利用氫燃料的氧化作用,產生電力,沒有排碳,只有排水,若是將太陽光電或風力發電的電力來產製氫氣,產製後的氫氣可做為燃料電池的燃料來源。
藉由氫能載體整合各式再生能源,能平衡各類再生能源供電缺口或不穩定。富邦證券表示,現階段包含美國、日本、南韓、歐盟、澳洲及中國都積極發展燃料電池,企業界與日韓車廠也都努力開發各式產品應用。
富邦證券表示,2050 年是大部分國家設定的碳中和的目標年,降低碳排放量的碳中和商機,已經成為未來十年的重大商機,因此使用何種電池能達到安全又具效能的綠能發電儲能系統,將會是未來產業發展的重點,也值得投資人持續關注。
完整內容請見:
https://technews.tw/2021/07/12/carbon-neutral/
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氫氣 含量 在 黃土條 Facebook 的最佳貼文
關於福島排放處理水,中文資料最正確的是本文附上的兩篇文章。就跟所謂日本核食一樣,從頭到尾不是科學問題,而是政治問題。
精確地說,福島排放的是「處理水」,而不是「污染水」。由於降雨和地下水流經融熔燃料棒,產生含有大量放射性核種的污染水。其中銫和鍶之類的重元素都可以過濾,最後得到只含有氚的處理水。
水有氫原子和氧原子,受到高能中子撞擊,氫變成氘,氘再變成氚,氚就具有放射性。但是我們每天喝的水之中,本來就含有一定量的氚。福島的處理水在排放之前,還要再稀釋到WHO飲用水輻射標準的1/7,才會排放入海。
日本政府拍板排放處理水的決策,受到國際原子能組織IAEA的全程監督和背書,並獲得美國的強力支持。中國大陸與韓國的抗議,只是政治因素的表態。
微妙的是,這明明是福島核災的後續,台灣的民進黨政府原本可以拿來大力反對核四公投,卻因為害怕得罪日本和美國就整個軟掉。
目前總統府和行政院都異常低調,只表示會密切注意,然後就沒了。頂多就是放個別立委(洪申翰)和反核側翼出來咬,一律與官方切割,我也是覺得相當好笑。
一併附上東京電力對福島處理水的特設網站,掌握第一手資料,避免被帶風向吧。
処理水ポータルサイト | 東京電力
https://www.tepco.co.jp/decommission/progress/watertreatment/
IAEA Ready to Support Japan on Fukushima Water Disposal, Director General Grossi Says
https://www.iaea.org/newscenter/pressreleases/iaea-ready-to-support-japan-on-fukushima-water-disposal-director-general-grossi-says
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■ 福島第一核電廠的汙染處理水只能排到大海?一次搞懂含氚處理水是什麼
https://medium.com/kyosei-in-fukushima/8538a17782d9
在福島第一核電廠事故後,因為降雨或地下水流經福島第一核電廠 ❶❷❸號機組廠房的水,因為接觸到廠房內部的熔渣(冷卻凝固後的熔融燃料棒),而含有高濃度的放射性物質。這些含有高濃度放射性物質的輻射汙染水,簡稱「汙染水」(汚染水)。
這些收集到的「汙染水」,首先會送到「銫吸附裝置」(セシウム吸着装置),除去銫(Cs)和鍶(Sr)。除去銫和鍶的「汙染水」,再經過淡水化裝置(除去水中的鹽分)後,稱之為「鍶處理水」(ストロンチウム処理水)。這種「鍶處理水」,可以作為 ❶❷❸❹號機組的冷卻水回收再利用。目前(2019/8/22)福島第一核電廠內部共存有 89,170立方公尺的「鍶處理水」。
絕大多數的「鍶處理水」,會被送到「ALPS多核種除去設備」,將 63種放射性核種的 62種放射性核種去除。「ALPS多核種除去設備」唯一不能去除的放射性核種,就是氚(H-3)。經過「ALPS多核種除去設備」處理過後的「鍶處理水」稱之為「處理水」(処理水),也有人稱之為「含氚處理水」(トリチウムを含んだ処理水)。目前(2019/8/22)福島第一核電廠內部共存有 1,062,714立方公尺的「處理水」。
這些經過一連串除放射性核種淨化處理的「處理水」,有效輻射劑量已經低於日本的國家標準每年 1毫西弗(mSv/year),也低於日本政府訂定的「告示濃度限度比」或稱「告示濃度比総和」標準。按照法規,只要這些「處理水」的有效輻射劑量和告示濃度限度比都低於標準,就可以將這些「處理水」釋放到自然環境之中。
然而,即使這些「處理水」的輻射值已經低於政府標準,而且經過「ALPS多核種除去設備」淨化過的「處理水」,只剩下氚(H-3)這一個自然界很常見的放射性核種(氚(H-3)是氫(H-1)的同位素,氚的性質基本上就和氫一樣,自然界中的水也會有氫的同位素氚,透過日常生活的飲用水,我們人體內也會有氚,但進到人體內的氚都能代謝到體外,不成問題)。因為社會上的反彈,福島第一核電廠內的這些「處理水」,遲遲沒有被釋放到自然界中。
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■ 福島電廠污水真相激怒反核人士
https://www.thestandnews.com/cosmos/%E7%A6%8F%E5%B3%B6%E9%9B%BB%E5%BB%A0%E6%B1%A1%E6%B0%B4%E7%9C%9F%E7%9B%B8%E6%BF%80%E6%80%92%E5%8F%8D%E6%A0%B8%E4%BA%BA%E5%A3%AB/
為什麼一開始我就要定調「處理水」這個名詞呢?因為沒讀書的人是講不出這三個字的,所以你會看到很多媒體寫「輻射水」、「污水」、「廢水」之類的扭曲用語。你可能會問我說:「可是這些水裡不就是有輻射嗎?」這時候我就要反問:「這世界上有哪些水沒有輻射?」
在過去多次核彈試爆的背景下,全世界早就籠罩在許多人造的放射性核種之下,正因為如此,其實各國對於飲水含有的放射性物質的量都有一定的規範,世界衛生組織 (WHO) 針對飲水品質也有提出建議,在台灣,原子能委員會有定期檢查水質的業務,確保沒有輻射安全疑慮,請特別注意,是「無輻射安全疑慮」不是「無輻射」。
有些讀過中學理化的人可能會質疑說:「如果是在無塵實驗室用燃燒氫氣的方式產生水,這樣總沒有輻射了吧!」可惡,沒想到被你想到這一招,不過就算是這樣的製備,用來製造水的天然元素「氫」依舊有氚 (3H) 這個同位素(雖然含量超低,但是有就是有!),而且半衰期長達 12 年,如果因為覺得水有輻射就不能喝,那麼我們基本上沒有水可以喝了。
根據日本法規,可以合法排放到太平洋的氚水需要符合 60,000 Bq/L 的標準,而飲水中含有氚對人體造成的 50 年累積劑量是 1.8×10-8 mSv/Bq,換句話說,如果為了維持健康的體魄,我豪飲 2 公升福島電廠的處理水促進新陳代謝、調節生理機能,那麼 50 年後我將比一般人多曝露 0.002 mSv 的劑量,大約是我們生活在地球上一年環境對我們發射的輻射量的千分之一,因此我們可以想像,如果我每天都喝 2 公升的話,也只能累積到年劑量的 1/3 。在這裡我想問的是,你都敢活在地球上了,為什不敢喝一杯處理水呢?
另一方面而言,由於福島事故受到全世界的矚目,到今天為止還持續遭受不肖份子以污名化的手段進行所謂的「風評被害」,也就是輿論霸凌。因此福島電廠所產生出的處理水在此刻並不能使用 60,000 Bq/L 的標準進行排放,得用毫無科學依據、只為了滿足民粹主義者心靈撫慰的 1,500Bq/L,也就是原標準的 1/40。
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氫氣 含量 在 中環十一少 Facebook 的最佳解答
輕輕的誠哥走了,正如他氫氫的來。國際級「地球庄家」李超人,旗下私人投資旗艦維港投資(Horizons Ventures)宣佈,入股Syzygy Plasmonics,領投2,300 萬美元(約 1.79 億港元)資金,真金白銀全面應對捲席全球的氣候危機,押注可持續發展商機。
李嘉誠的每一次轉型,也備受資本市場關注,正當資本市場還在考量,為何長和系要把加拿大油企赫斯基(Husky Energy)併予同業、出售鐵塔資產套現100億歐元之際,李嘉誠另一邊廂已在大力搞氫能(Hyrdogen)。
今次這間公司,技術含量非常高,能夠以光能取代熱能產生化學反應,減少燃燒、減低排放,長遠能夠把本身製作過程成本極高、卻非常環保的氫氣量產,取代的環境非常污染的化石能源。
話說近期李嘉誠一口氣入股三間與氫能企業相關的企業,分別是製造綠色氫氣的H2Pro、氫氣飛機驅動方案的ZeroAvia,以及今日宣布的Syzygy,看來在提醒外界,是時候儲一點與氫氣能源相關的股票。
在 ESG(環境、社會及管治)的世界,煤炭不能碰、天然氣只是過渡、太陽能和風能也被批評不夠環保,而氫氣似乎就是「最接近神的男人」。
對於這間公司的重視,就連維港投資掌舵人周凱旋亦罕有回應《南華早報》指,「氣候危機的解決方法,只能靠科技創新,把人類參與環保的成本降低,才有可能非常長遠且困難達到的減碳目標」,暗示科技才能解決人類的自私。
「現在行動,不然我們會一世後悔。我們一直支持有遠景改善世界的創業家,氫氣是眾多可持續發展的良方之一。」
//"Climate challenges can only be met with cost-effective tech options that enable every one to make a personal commitment to stave off its far reaching consequences,” said Solina Chau Hoi-shuen.
“Act now, or regret is forever. Horizons has been supporting mission-driven founders to improve the world with catalytic solutions. Hydrogen is part of our wide-ranging sustainability cluster,” said Chau.//
正當一班紅衛兵還在說土改,全城忙着喊打捉鬼敢死隊,李嘉誠已經悄悄第三次轉身,由科技投資者,變成為地球拯救隊。
What made ‘Superman’ Li Ka-shing, the former owner of an oil firm, become an environmentally-aware investor?
https://www.scmp.com/business/banking-finance/article/3128509/what-made-superman-li-ka-shing-former-owner-oil-firm