包括IGFC和GTFC等次世代高效率火力發電、氫氣發電及CO2 ...

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8. 2016年5月制定「地球溫暖化對策計畫」,降低電力部門的電力排放係數,火力發電的高效率化為要項之一。

9. 對於煤炭火力發電的未來展望,雖歐美國家的需求減少,但新興 ... 關閉選單 ::: 即時資訊 首頁即時資訊 字級設定: 大 中 小 點閱(3898) 回覆(0) 推薦(1) 資料時間:2016/6/30 提供者:林祥輝   日本公布次世代火力發電相關技術路徑圖(Roadmap),包括IGFC和GTFC等次世代高效率火力發電、氫氣發電及CO2分離回收利用之技術開發 摘要   日本經濟產業省於2016年6月30日公布次世代火力發電相關技術路徑圖(Roadmap)[1]。

  次世代火力發電技術的開發要點[2,3] 1.邁向2030年度的努力:開發IGFC(煤炭氣化燃料電池複合發電)和GTFC(燃氣輪機燃料電池複合發電)等次世代高效率火力發電技術,於2025年度左右階段性技術確立。

2.著眼於2030年度以後的努力:進行CO2捕集、儲存及有效利用技術(CCUS)開發,使火力發電的CO2排放量接近於零,以及進行氫氣發電的戰略性技術開發。

  次世代火力發電技術的開發方針(附圖1) 1.LNG火力發電(燃氣發電)技術(附圖2、附表1、附表2) (1)AHAT(高濕空氣燃氣輪機):2017年度技術確立、發電效率51%、實現與傳統設備同等的初始成本。

(2)超高溫(1700℃級)GTCC(燃氣輪機複合發電):2020年度左右技術確立、發電效率57%、實現量產後與傳統設備同等的初始成本。

到2030年度左右,階段性高溫化,提高大型GTCC效率。

(3)GTFC:2025年度左右技術確立、發電效率63%、實現量產後與傳統設備同等的發電單價。

先進行小型GTFC(1,000瓩級)的商業化與量產化,降低固態氧化物燃料電池(SOFC)的成本,再進行中小型GTFC(10萬瓩級)的實證與技術確立。

  2.煤炭火力發電(燃煤發電)技術(附圖2、附表1、附表2) (1)A-USC(先進超超臨界壓火力發電):2016年度技術確立、發電效率46%、實現與傳統設備同等的發電單價。

未來持續進行技術開發,逐步提高可靠度和發電效率。

(2)IGCC(煤炭氣化複合發電):中型空氣吹入設備已技術確立;氧氣吹入設備則於2018年度左右技術確立、發電效率為46〜50%、實現量產後與傳統設備同等的發電單價。

(3)IGFC:2025年度左右技術確立、發電效率55%、實現量產後與傳統設備同等的發電單價。

2021年度小型IGFC實證結束,持續技術開發,確立大型IGFC技術。

  3.CO2分離回收技術(附圖3) (1)固體吸收法:目前持續進行關鍵技術開發,未來將進行降低回收成本和提高發電效率的技術開發。

(2)物理吸收法:2020年度左右技術確立,實現2,000日元/噸CO2的回收成本。

結合氧氣吹入IGCC設備,發電效率達40%以上的目標(發電效率降低6%,假設CO2有90%回收)。

(3)膜分離法:目前持續進行關鍵技術開發,未來將進行降低回收成本和提高發電效率的技術開發。

(4)封閉式IGCC:CO2回收型次世代IGCC,目前持續進行關鍵技術開發,未來將比較其他競爭技術的優劣,進一步開發。

(5)CCU技術(CO2捕集與有效利用技術):微藻衍生生質燃料、人工光合成、利用分離回收的CO2製成石油替代燃料或化學原料等,有效CO2處理的CCU技術開發。

進行可行性調查,選定關鍵技術開發。

  4.氫氣發電技術 氫氣燃氣輪機:2020年代(混燒)、2030年左右(專燒)技術確立,實現LNG火力同等的發電效率,發電單價17日元/度。

目前持續進行氫氣混燒的技術實證和氫氣專燒的關鍵技術開發,未來將進行氫氣燃氣輪機的實證、確立氫氣的供應鏈等。

  因應次世代火力發電技術的早期確立和實用化,相關推動措施如下: 1.強化技術開發的推動體制:日本政府與新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)合作,優化技術開發的流程和資源配置,並由NEDO進行整個進度管理和技術開發支援。

2.次世代技術的早期導入和普及:降低運轉風險與成本,強化競爭力;既有設備的更新與性能提升,促進次世代火力發電技術的積極導入;檢討具體的推動措施,進一步促進製造商、發電業者及政府的合作,加強向海外市場推廣。

  評析 日本次世代高效率火力發電技術開發的相關推動歷程,說明如下: 1.2014年4月公布的「能源基本計畫」中,為了抑制溫室氣體排放於大氣中,推動IGCC等次世代高效率煤炭火力發電技術的開發與實用化,以及推動高效率LNG火力發電的技術開發利用;並進行CO2捕集與封存(CCS)技術研究開發,於2020年左右實用化為目標。

2.2015年6月成立產官學專家組成之「次世代火力發電早期實現協議會」,經過該協議會4次的討論,於2015年7月29日公布「次世代火力發電相關技術路徑圖(Roadmap)中期報告」。

3.2015年7月公布的「長期能源供需展望」中,為抑制CO2排放和燃料費,進行火力發電高效率化,以及CCUS的開發應用;總發電量中,煤炭火力由2013年度的30%降至2030年度的26%,LNG火力由2013年度的43%降至2030年度的27%;2030年度的溫室氣體排放較2013年度減量26%。

4.日本電力業者於2016年2月成立「電氣事業低碳社會協議會」,設定2030年度實現電力排放係數達0.37kg-CO2/kWh之自主框架目標。

在發電階段,設定火力發電效率基準,要求提高火力發電效率;在零售階段,要求零售業者採購低碳電力,2030年度非化石電源達44%。

5.2016年3月修改「氫能與燃料電池戰略路徑圖」,預計在2030年左右導入氫氣發電,進行相關技術的開發實證。

6.2016年4月制定「能源革新戰略」,為實現2030年度的能源結構目標,提出加速次世代火力發電的技術開發,導入氫氣發電,建構2030年後之氫氣社會戰略。

7.2016年4月制定「能源環境創新戰略」,為達成2050年溫室氣體減量80%的目標,強化能源與環境領域的創新技術開發,長期推動1800℃級燃氣輪機耐熱材料、CCUS、氫氣發電等技術開發。

8.2016年5月制定「地球溫暖化對策計畫」,降低電力部門的電力排放係數,火力發電的高效率化為要項之一。

9.對於煤炭火力發電的未來展望,雖歐美國家的需求減少,但新興國家(印度、中國大陸、東南亞)因經濟發展,需求將大幅增加;對於LNG火力發電的未來展望,先進國家和新興國家的需求均將擴大。

10.2015年12月各國在巴黎達成2020後的氣候協定(巴黎協定),「次世代火力發電早期實現協議會」再依據國內外的能源與氣候相關議論的進展,包括火力發電的低碳化趨勢,最終於2016年6月30日完成「次世代火力發電相關技術路徑圖(Roadmap)」之制定。

  由於燃煤發電、燃氣發電及氫氣發電有許多共通的關鍵技術與設備,包括CCUS技術。

因此,日本政府藉由NEDO進行整體進度管理和技術開發支援,優化技術開發的流程和資源配置,並透過產官學的合作,有效率地加速各技術的開發,同時也著眼於未來新興國家的龐大市場需求,可對國際和國內削減碳排放做出貢獻。

  我國台電公司近年來更新擴建火力發電機組,裝設高效率的天然氣複循環機組和超超臨界燃煤機組,逐步改善整體火力機組毛熱效率(發電機輸出之效率),分別於2013年、2014年、2015年達43.27%、43.35%、43.58%(LHV)[4]。

  我國2015年的發電量組合中,火力發電占80.64%(燃煤44.58%、燃氣31.38%)、核能發電占14.13%[5]。

到2025年,在現有全部核電機組如期除役下,政府期望再生能源發電量可達20%,也就是火力發電量的比率仍高達80%。

因此,持續改善我國整體火力發電設備的效率,顯得相當重要。

日本在次世代火力發電的技術開發進展,包括CCUS技術,將值得持續關注,做為我國火力發電設備更新擴建的規劃參考。

  參考資料 [1]次世代火力発電に係る技術ロードマップを策定しました,經濟產業省,2016/6/30。

[2]次世代火力発電に係る技術ロードマップ,次世代火力発電の早期実現に向けた協議会,2016/6/30。

[3]次世代火力発電に係る技術ロードマップ技術参考資料集,次世代火力発電の早期実現に向けた協議会,2016/6/30。

[4]火力營運現況與績效,台電公司。

[5]能源統計手冊,經濟部能源局,2016/5。

  附件   附圖1、日本次世代火力發電技術之早期確立、實用化時程表[2]   附表1、日本火力發電高效率化的技術開發進展[2]   附圖2、日本次世代火力發電技術的高效率化、低碳化展望[3]   附圖3、日本次世代CO2回收相關技術開發展望[3]   附表2、日本次世代火力發電技術的性能目標[3]     關鍵字標籤 011284890 BACK 關閉 臉書 推特 line TOP



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