2024三月能源轉型新訊
【研究小組整理】
202304 Japan’s toxic narrative on ammonia coal co-firing — TransitionZero
前言：
台電於2月29日宣布，將和日本IHI、住友商事簽署「大林電廠燃煤混氨技術合作備忘錄」，推動混氨發電計畫，預計2030年大林電廠能達到混氨5%發電示範，每年將減少9千噸碳排放量。然而混氨發電實為一種極有爭議的技術，甚至可說是弊大於利。
背景：
氨是一種能源密集度高的燃料，可以相對容易的儲存和運輸，並且具有相對完善的供應鏈，對於日本這種人口稠密、能源資源匱乏的島國來說，是極具吸引力的。氨在燃燒的過程不會產生二氧化碳，因此被許多有新興燃煤機組的國家來說，是一種「即插即用」（drop-in）的方便燃料，近年日本也大力將此技術推廣到東南亞國家。然而將氨與燃煤進行混燒，實際上將會延長燃煤電廠的使用年限，並讓投資者持續投資燃煤電廠，但氨的混燒實際上的減碳效果是極其有限甚至不存在的。
減碳成效低落：
目前技術上可行的混燒比例是20%，目前正在往50%的混燒比例推進，50%的混燒在理論上雖然可行，但仍未商業化。TransitionZero的分析結果顯示，無論是20%或50%的混燒率都僅能帶來微不足道的減碳量，但其成本卻非常之高。
東南亞燃煤電廠混燒氨所產生的排放量仍遠高於現有未減排（unabated）燃氣發電廠的排放量。具體而言，20%氨混燒燃煤電廠的排放量將比馬來西亞的平均天然氣機組高出94%，比泰國的天然氣高出77%，比菲律賓的天然氣高出60%，比印尼的天然氣高出44%。事實上，即使在更積極的 50% 混合率下，未減排的燃氣發電廠也是污染量稍低的選擇。
成本過高：
成本過高是氨混燒發電的另一個挑戰，與直接使用再生能源發電相比，這些微小的二氧化碳減排量的減排成本過高。在東南亞國家，20%混氨發電每減少一頓碳，就需要花159 美元至 191 美元，中位數為 175 美元。這比在這些國家的電網中使用太陽能或風能取代煤炭的成本高出四倍。
氨的致命傷－能量耗損：
上述的碳排計算都尚未計入上游供應鏈排放，TransitionZero表示，將這些排放也納入計算時，整個情況會發生巨大的變化。嚴重的能量耗損使氨成為極其浪費的燃料，與現狀相比，可能導致電力產業生命週期排放增加。事實上，氨生產分別約佔全球能源需求和碳排放量的 2% 和 1.3%。氨生命週期的每個階段都會有能量耗損，最大的損失發生在燃燒時：由於火力發電廠最多只能將約 40% 的燃料轉化為電能，因此另外 55% 至 64% 的能量在燃燒時。總而言之，這些損失導致氨僅能將原始能量的 18% 至 32% 轉化為電力。
氨的製造方式：
天然氣是合成氨生產中使用最廣泛的原料。這涉及透過蒸汽甲烷重整 (SMR) 釋放甲烷的氫分子，這一過程將氣體加熱到 500°C 和 250 倍大氣壓力。煤和石油（較少）也可以用作原料。
用的化石燃料原料生產的氨是「灰氨」、「棕氨」或「黑氨」。若使用有碳捕捉技術的化石燃料生產氨，則被稱為「藍氨」。另一種製氨方式是利用電解從水中分離氫分子。如果電解槽由零碳電力提供能源，那麼產生的氨可以被歸類為「綠氨」。然而，這是一個能源高度密集且低效的過程：生產一公斤氫氣需要約 50 kWh，但僅可產生約 20 kWh 的電力。
昂貴的戰略錯誤
能源市場的持續波動突顯了燃煤對許多國家能源安全的重要性。將氨引入燃料混合物中會讓情況變得複雜，因為製造氨需要大量的天然氣，一些依賴煤炭的國家必須從不穩定的全球市場進口天然氣。
菲律賓沒有可以用於國內生產氨的煤炭或天然氣資源，氨並不能改善其能源安全情況，日本也是如此。印尼、泰國和馬來西亞都有充足的天然氣資源，可用於大規模的藍氨生產。
然而，這忽視了低碳氨的其他用途，例如用於碳中和食品生產的肥料。而且，如上述分析所示，燃燒氨以產生電力是極大的資源浪費，該資源在其他非能源應用中可能具有真正的減排效益。日本應該投資於東南亞國家的可再生能源，而不是電力部門的氨混燒，以更有效益的方式達到氣候目標。
【外媒】
0301 New York awards offshore wind contracts to Equinor, Orsted (同場加映：0313 Offshore wind power generation could require use of up to one quarter of Germany’s maritime zon）
紐約分別授予了挪威的Equinor和丹麥的Orsted 新的有條件合約，以支持當前陷入困境的風電產業，推動該州的清潔能源發展。 這兩項風電合約是該州近四十年來的最大發電計畫，產生的電力足夠為 100 萬戶家庭供電。
上述標案受到密切關注，因為它允許公司退出舊合約，並以更高的價格重新提供（發電）計畫。此前，離岸風電開發商已警告：由於建築成本飆升、利率上升和供應鏈的挑戰，原提案的發電計畫無法獲利，這讓Equinor和Orsted的美國離岸風電投資組合遭受巨大的財務打擊，他們試圖向客戶收取更高的發電費用，但紐約拒絕了這項請求，取而代之的是，允許他們重新投標。
紐約的目標是到 2035 年開發 9000 MW的離岸風電。Equinor和Orsted的發電計畫將這一目標貢獻 1700 MW。
（0313 同場加映：德國的海上風電擴建計畫可能會影響該國北海和波羅的海專屬經濟區高達四分之一的海域。德國聯邦海事及水文機構（BSH）表示：目前專屬經濟區已安裝約 8 GW 的離岸風電，目前計畫在2030 年將裝置容量提高到30 GW，2045 年提高到70 GW，並且在同一年實現氣候中和。
德國專屬經濟區面積約3.3萬平方公里，目前安裝了大約 1500 座海上風機，該數量必須增加到約 13000 座才能實現政府宣布的目標。BSH海上組織事務負責人，Nico Nolte 表示：離岸風電面積的增加不會以犧牲環境保護為代價。）
澳洲聯邦的能源部長Chris Bowen，駁斥了聯盟黨議員Ted O’Brien’s關於澳大利亞可以在十年內發展核電工業的說法。聯盟黨在澳洲推動核能的努力遭到了政府和專家的嘲笑。反對黨的領袖，Peter Dutton，沒有具體說明潛在的核設施將位於何處，也沒有具體說明它們可以為國家能源結構做出多少貢獻。目前聯盟黨除了建議在以前的燃煤設施上建造核電站外，還沒有確認其他的政策細節，包括成本、時間表、如何克服當地反對意見以及發電量等。
Ted O’Brien’s表示，核能可能是其他電力類型「平衡組合」的一部分，他批評工黨對核能的負面態度。但Chris Bowen表示，美國（他稱之為「世界核能領導者」的國家）一座核電廠的平均建設時間為 19 年，其批評「澳洲應該廢除核能禁令以允許私人企業研究各種（能源）選擇」的論點，並聲稱建立核工業將需要大筆的政府（納稅人的）補貼。
0313 JERA to conduct trial of co-firing ammonia at coal power plant from March to June
日本最大的發電業者JERA，計畫在碧南（Hekinan）煤電廠混燒20%的氨，據稱這將是世界上首次使用大量氨的試驗。該試驗將與重型機械製造商 IHI 一起，於3月26日至6月19日舉行。
早在這之前，2021年，JERA已在碧南的另一個電廠中進行小規模試驗。JERA期望未來能擴大氨的比例，最終達到100%的燃氨發電，以幫助日本實現其2050 年碳中和的目標，但環保人士批評此舉是延長骯髒煤炭壽命的一種方式。
JERA的目標是最早於2027年在碧南的4號機組開始商業化的混氨燃燒，並於2028年左右於5號機組嘗試用氨取代50%的煤炭。
雖然發電廠改用氨的成功可能是一項突破（即使不足以滿足反煤運動人士的要求），但仍存在重大挑戰，包含成本、氨的充足供應、控制氮氧化物(NOx) 排放的技術，以及如何安全地處理大量的氨等等。
