【淨零新技術2-1】中研院與台電剛走出實驗室的「去碳燃氫」技術為何鼓舞人心？

11月14日上午，中研院與台電聯合宣布，去碳燃氫技術串接台電混氫發電機組，已以「混氫10%」的模式，在小型65kW機組成功商轉，並於今年9月發出「去碳燃氫」的第1度電。就連蔡英文總統都親臨位在樹林的台電綜合研究所了解成果，更不斷叮囑不能只在實驗室階段，要趕快實際應用。

為什麼，一項剛走出實驗室階段的「去碳燃氫」技術，也還只與一部小型商用發電機組串接，就能如此鼓舞人心？

什麼是「去碳燃氫」技術？

甲烷（天然氣）的化學式是CH4，「去碳燃氫」技術就是透過裂解技術，先把甲烷分離成「氫氣」，以及「固態碳」兩種產品。

之後將無碳的「氫能」投入發電，由於當今世上還沒有100%燃氫發電機，但已有「混燒」技術，透過氫能與天然氣混燒發電，就能降低天然氣發電的碳排量。



優勢一，「去碳燃氫」技術有望解決氫氣輸儲痛點

經濟部政次、台電代理董事長曾文生表示，「去碳燃氫」技術運用到發電系統還有其他綜效，就是當今各國都在研究氫的輸儲問題，而中研院的「去碳燃氫」技術，可把氫的產出放在生產過程的「最後一段」，也就是甲烷的重組可以就近放在發電廠，或氫能需求工廠的鄰近處生產，不要再興建長距離的氫能輸送管線，這是有效率方式，可以利用既有的天然氣管線，在末端再產出氫氣，就規模效益是很好的發展方向。

曾文生說，除已在進行「混氫」測試的興達電廠機組，台電接下來也會陸續在全台天然氣發電廠進行測試。他並透露，最近台電購置新的天然氣發電機組，其設備廠都已預留轉換成燃氫機組的準備。

曾文生指出，如果「去碳燃氫」技術能成熟，且達到規模經濟，所有的基礎建設就不用重建，包括天然氣接收站，也不用另建大型氫能儲存槽與長距離的輸送管線。

尤其全球都在煩惱，氫氣該用什麼化學原料當成載體，在液氫輸儲要處在絕對零度（零下273°C）的特性下，純氫輸送是很大考驗，需要更高的技術，輸送過程也容易造成金屬脆裂的「氫脆」現象。

這意味著，台灣現在已使勁吃奶力氣興建好的天然氣接收站、儲存槽，以及綿延數百公里的天然氣管線，不會因為迎接氫能發電時代而廢棄，另外又要籌備巨資興建氫能接收站與管線。



優勢二，解決台灣碳封存土地不足的限制

此外，與傳統「碳捕捉、再利用與封存」（CCUS）技術最大的差異在於，「去碳燃氫」技術是在天然氣燃燒發電之前，就先將「碳」分離出來再利用。這有別於傳統「碳捕捉、再利用與封存」，則是先將天然氣投入發電，產生碳排後，再透過捕捉與封存技術，避免二氧化碳排入大氣層中，藉以達成淨零碳排的目標。

然而CCUS的關鍵，是要找到一個穩定地層，注入二氧化碳，再檢測其穩定性，儘管中油與台電已先後選在苗栗通霄鐵砧山、台中火力電廠等地，進行碳封存試驗，但這都只是小規模測試。

一則台灣國土地狹人稠，要去哪裡找出這麼大的面積進行碳封存，恐怕是很大考驗，寄望於外海恐也不切實際。再者，台灣位處地震帶，如何將二氧化碳封存在地底下而不會外洩，也是一項難題。

優勢三，「黑碳」運用商機想像空間大

曾文生也說，透過中研院和台電合作，甲烷裂解後產生了「碳」和「氫」，其中，氫能可以做為發電燃料，但「純碳」也是非常有價值的，經濟部也會與中研院合作，找出材料應用的空間。

至於「去碳燃氫」所分解出來的「黑碳」，能運用在哪些領域呢？曾文生舉例，例如化學能電池生產，負極會用到碳；又例如半導體製程、建材、複合性材料、碳纖維都會需要碳。

也就是說，經濟部希望藉由「去碳燃氫」技術發展出淨零產業鏈，除了能源應用，也在新材料等領域繼續發光發熱。

曾文生認為，如果2000年改變世界態勢的是「全球化」政策，而2020年全球邁向「淨零」的這項目標，也改變了所有生產過程的設想，透過各種新技術開發，也牽動新的投資商機。