【專題探索】天然氣也能不排碳?我國天然氣產業淨零轉型契機
文軍強 (2022/04/08) 《台經月刊第45卷第4期》
淨零轉型下天然氣之角色與定位
(一)淨零轉型下之國際天然氣政策變化
2050年達成淨零排放已是國際趨勢,所謂淨零排放是該地區所有溫室氣體的「排放量」與「移除量」達到平衡,其中,移除方式主要為減排,另外部分為「碳匯」,是從排放單位或大氣中將溫室氣體抽離出來,再以森林、海洋、地層或設施等方式吸收或儲存。因此2025年淨零排放並不代表將完全不排放溫室氣體,而是將溫室氣體排放量達到極小化,維持在負碳技術與森林碳匯可吸收的範圍內,以達成碳中和。
在淨零排放目標下,各國主要應對方式皆是積極發展再生能源,然為因應將來高再生能源占比,需確保電力穩定供應,因此除搭配儲能系統外,仍需保留一定比例之燃氣發電,並能透過加氫混燒與進口碳中和天然氣或管末端加裝CCUS等方式降低碳排放量,而現階段各國為達成淨零排放之發電規劃包含再生發電、核能、燃氣、煤、油等(表1)。
表1 國際淨零排放之發電規劃
從英、德、美、日等國政策目標與規劃皆以擴大再生能源發電占比(至少50%)和淘汰燃煤、油發電為主要目標,並保留天然氣視為穩定供電之關鍵或過渡能源。天然氣出口國組織(Gas Exporting Countries Forum, GECF)推估未來全球燃氣發電占比仍會維持25%,因此天然氣係替代化石燃料轉型之「清潔能源」,同時也扮演協助再生能源發展之角色。
(二)天然氣相關之負碳技術
天然氣燃燒後之二氧化碳排放量是煤炭和石油之一半,且幾乎不會產生硫氧化物空氣汙染物,但天然氣燃燒卻仍有二氧化碳排放,以及逸散甲烷排放問題,若要達成淨零碳排目標,勢必需解決天然氣供應鏈中產生溫室氣體之問題,發展負碳相關技術。
1.燃燒後捕捉
要避免天然氣碳排放最主觀之做法即為直接將燃燒後產生之二氧化碳蒐集起來,該技術稱為碳捕捉封存技術(Carbon Capture and Storage, CCS),能將火力發電廠、工廠等排放源中之二氧化碳分離,並輸送至合適的封存地點進行封存,以減少排放至大氣中之二氧化碳排放量。燃燒後捕捉(Post-Combustion)技術已達商業化並有多項實績案例,該方式係透過燃燒後,利用溶劑從廢氣中捕獲二氧化碳,溶劑吸收後可透過高溫加熱還原,以此循環利用,但缺點為溶劑吸收後需加熱還原(約120~850度),額外消耗燃料成本較高,開發低成本之吸收技術是未來努力方向。
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