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全球Power-to-Gas技術的發展與趨勢[趨勢新知]
種類:其他公告  發布單位:技術處  發布日期:2019-05-29 14:00
作者:石蕙菱/工研院

一、Power-to-Gas(P2G)技術簡介

Power-to-Gas(P2G)技術是將再生能源的過剩電力轉換為氫氣或再製作成甲烷等氣體進行運送及儲存,藉此再次發電或是轉為其他應用。轉換的主要目的是協助能源轉型、穩定電網,並進一步擴充再生能源在能源(Power to Hydrogen/Fuels)、運輸(Power to Mobility)以及工業(Power to Chemical)層面的應用。

在P2G的技術架構中,氫能具有清潔能源的特性,可自能源系統的初始發電遍及至終端的低端應用,或再轉化為甲烷以擴大其應用範圍,故成為整體技術發展中的重要樞紐。藉由氫能的特性,P2G技術可達到以下七個功能:1.再生能源整合與創能、2.再生能源流通、3.再生能源緩衝、4.運輸部門低碳化、5.工業製程低碳化、6.家用系統低碳化、7.低成本的脫碳加熱。

二、技術發展趨勢

P2G技術的出發點是使用過剩的電能來產生氫氣或再製作成甲烷,發展的關鍵因素是轉換的成本,如何在轉換過程達到低成本且低碳化,致使轉化後的氣體仍有一定的經濟、能源與環保效益,為此技術邁向商業化的重點。故近年以以下兩大類技術為主要發展趨勢:1.電解水製氫法、2.甲烷裂解法。

三、技術發展挑戰

電解製氫技術自1960年代即開始發展,過去主要應用於燃料電池的發電系統,因此製氫市場與技術發展曾一度停滯。近年在氫氣轉換效率提升與其他再生能源技術進步導致能源整合需求增加之後,P2G技術再次受到關注。然而,目前P2G市場至今仍面臨以下問題:1.氫氣的儲存與運輸成本高、2.經濟效益與轉換效率仍待提高。

四、P2G全球市場展望

至2022年前,仍陸續有相關的示範運轉計畫進行,亞洲以日本、韓國與中國大陸為最積極發展氫能相關產業的地區,由於日本與韓國宣佈至2040年的戰略地圖且資源投注也相對較高,中國大陸也持續將燃料電池納入新能源載具的發展重點,預期亞洲地區可持續成為全球龍頭。然而,亞洲目前的發展皆以大規模的國家型補助支援氫能發展,此方式並非其他國家能輕易效仿;且其產業鏈主要建設於國內,如何向國際拓展,在全球建立價值鏈,皆有待觀察。

另一方面,歐洲與澳洲將鋪設天然氣混和氫氣的供氫管線為近期發展重點,試圖以網絡的型態擴大P2G與氫能供應鏈,其中英國與德國更進一步針對管線的排放標準進行相關測試與法規制定,若能順利擴大與加速建置計畫,未來全球發展板塊仍有變化空間。

五、結論

P2G技術乘著全球再生能源裝置量快速擴張的聲勢,可整合多種技術且較不受時間限制,可應用場域廣泛,前景看似十分遼闊;而主流技術尚未定於一山,吸引眾多單位投入,希望能搶得先機。但其技術要推進至商業化應用仍有相當一段距離,需靠政府提高長期支援力道,藉由技術提升拉抬市場需求,以利發電成本下滑及擴展其應用範圍。

完整內容請詳見:全球Power-to-Gas技術的發展與趨勢
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更新日期:2017-08-08

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