[爆卦]美國核能發電比例是什麼?優點缺點精華區懶人包

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  • 美國核能發電比例 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的最佳解答

    2021-09-15 13:13:05
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    當台灣的綠能供電比例越高,該如何才能達到穩定供電?(09/14/2015 The News Lens關鍵評論)

    我們想讓你知道的是:

    所謂基載電力,就是24小時365天都在電網裡供電的電力。但在未來,由於要達成減碳目標,我們要改用再生能源為主要電力,因此,原本的基載電力就不能再當主力了,必須轉為輔助電力,可是燃煤與核能這兩種電力,都有「無法快速升降載」的特性,使他們很難配合再生能源的間歇性來提供電力調度,那該怎麼辦呢?

    文:蔡卉荀(地球公民基金會主任)

    2016年啟動的電力能源轉型,使得台灣再生能源持續增加中,在2021年5月,白天用電尖峰時,太陽光電的發電量已可占全台9%以上,比一座核電廠的發電量還多,順利供應用電需求,證明了太陽光在供電系統已占有重要地位。

    然而,今年5月,夏季高溫提前報到,又逢三級疫情停課不停工,導致全台用電量屢創歷史新高。5月17日一座興達燃煤機組突然故障,其他備援電力應接不暇,隨著太陽下山失去光電,夜間用電又居高不下,不幸發生分區輪流限電,「綠能供電不穩定」的擔憂也再次浮現,當台灣的綠能供電比例越高,有什麼方法能夠穩定供電呢?

    揚棄核煤基載,以再生能源為主力,搭配升降快速的輔助電力

    過去為了穩定供電,會使用燃煤與核能作為「基載電力」,將燃氣與再生能源視為用電高峰時才開啟的「輔助電力」。所謂基載電力,就是24小時365天都在電網裡供電的電力。但在未來,由於要達成減碳目標,我們要改用再生能源為主要電力,因此,原本的基載電力就不能再當主力了,必須轉為輔助電力。

    可是燃煤與核能這兩種電力,都有「無法快速升降載」的特性,使他們很難配合再生能源的間歇性來提供電力調度,不能成為未來的輔助電力。說白話一點,太陽光多的時候,我們當然要多用光電,此時燃煤或核能的發電就必須減少,等太陽下山後才能再增加。但是燃煤電力從零到滿載發電至少要八小時,核能更要三天以上,這兩種電力要配合光電每天升降載實在太困難了。

    相較之下,水力發電從零到滿載只需20分鐘、燃氣為2.5小時,儲能系統更快,只要幾秒內就能供電。這些電力可以快速因應調度,才是搭配再生能源最佳的輔助電力。

    用電端計畫性節電的「需量反應」

    此外,讓用電端計畫性節電的「需量反應」制度,也能讓電力供應更穩定可靠。所謂需量反應,就是當預知電力可能緊繃時,提前請用電大戶減少用電,例如:工廠配合調整生產時程,將某些耗電的工作移到離峰時段來做,避免大家都擠在同一個時間,或直接關掉不必要的用電。
    美國加州甚至會讓一般民宅社區也加入需量反應,大家一起配合電力公司的調度指揮,主動關掉非必要的用電,這就是加州目前有將近一半電力靠再生能源,仍可以穩定供電的秘密武器。

    「需量反應」的誘因來自電力公司以優惠的價錢買下用戶減少的電量,這比起電力公司花大錢蓋新電廠,只是為了應付尖峰用電要划算多了,台電公司近年來已開始運用這項管理技術,但是廣度和深度都還有很大改善空間。

    邁向100%再生能源的系統改造

    此外,雖說白天才有太陽光、風力也非24小時都穩定,但可以透過氣候和氣象的預測掌握,提前進行電力的調度。

    再生能源的發展已經是不可逆的趨勢。燃煤與核能除了有空污、核廢料、核安等問題外,無法快速升降載的特性也導致他們被淘汰的命運。如果在電網中替他們保留一席之地,反而會限縮再生能源可以併入電網的空間。

    在邁向100%再生能源的過程中,將全面顛覆傳統的電力系統,傳統基載的運作概念不再適用,必需搭配天然氣、儲能等輔助電力,加上更具韌性的電網基礎設施與電力管理技術,這是一場能源革命。

    ★ 編按:值得補充說明的是。其實,當我們面對台灣的綠能供電比例越高,該如何才能達到穩定供電的挑戰時,其解決方案遠比文章中所提到的項目還要多元,例如新一代的具備快速反應、彈性調度運轉特性的 fast responder 燃氣機組,可以將從冷機啟動到滿載發電運轉的時間,從傳統燃氣機組的平均需要2.5小時,大幅度縮短至15分鐘至半小時以內,而且能夠在接到電網調度指令之後,短短幾分鐘時間,就能夠完成停機待命的狀態,這樣的快速反應彈性調度功能,可以極大幅度地緩解每天日落之後約2~3小時的夜間次尖峰用電時段的供電。

    同時值得關注的是,新一代的燃氣機組,有些機種在設計之初,不但就針對將適應頻繁的快速反應、彈性調度的運轉模式包含在關鍵功能之內,而且也具備了混用氫燃料的功能,使得客戶在面臨能源轉型任務,開始降低天然氣使用佔比,改以氫燃料作為替代能源的階段時,可以無縫接軌,順利的跨出轉型的步伐,而不至於需要汰換掉原有的燃氣機組,造成設備、資產方面的浪費。(目前台灣新建置的燃氣機組當中,就有具備混燒氫燃料功能的機種,原廠設計是出廠時就可以適應混燒氫燃料比例達50%的能力,若將來經過原廠升級解決方案,更可以轉換成100%以氫燃料替代天然氣作為發電的燃料。)

    此外,台灣充沛的地熱發電潛力,在經過近30年的荒廢之後,現在又重新啟動,目前已經有小型驗證地熱機組上線運轉近3年,成效良好,同時也開始有一批中小型地熱發電的開發案再進行當中。

    地熱發電是再生能源發電當中,具有長時間穩定發電,具備擔當基載供電能力的再生能源綠電,同時也具備勝任快速反應、彈性調度的運轉功能。

    台灣各地都有豐沛的地熱資源,在引進最新的鑽探、開採、運轉技術,以及搭配新進的先進材料科學的輔助下,台灣的地熱發電會是繼太陽能光電、離岸風電之後,台灣另一種極為重要的再生能源電力來源。

    其實,隨著再生能源發電發展和能源轉型進程的向前推進,電業領域的各種創新、改進,會持續不斷的推陳出新,我們手上可以選擇的解決方案會越來越多元,越來越有效益。大家對於台灣推動能源轉型,發展再生能源發電的各種努力,應該要更有信心,給予更廣泛的支持與肯定。

    完整內容請見:
    https://www.thenewslens.com/article/155007

  • 美國核能發電比例 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的精選貼文

    2021-08-26 17:50:08
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    日本在綠氫能源上的發展(08/26/2021 風傳媒)

    氫將是人類最清潔的燃料,其燃燒只產生水而不排碳,由於這種對環境的友好性,氫被稱為「完美能源」或「未來能源」。

    氫廣存於地球之中,其能源密度極高,且可以氣態、液態及固態的氫化物呈現,以適應各種運儲方式及應用環境的要求,和化石能源相比,其製取更為方便,不受地區因素的限制,也不會因資源分布不均而引發地緣政治風險,通過可再生能源製氫,將促成碳中和的實現。

    作者:胡僑華

    太陽能製氫是前景最好的製氫法

    目前以化石燃料做為主原料的煤氣轉化法占全球氫製備總量的95%,而以電解水製氫的的比率不足5%,以太陽能製氫的比例更小。其實以太陽能製氫已有40年的的發展歷史,被認為是最有前景的製氫方法之一,值得繼續努力研發。

    當今全球在建的以可再生能源製氫項目總計80GW(1GW = 100萬千瓦),在2020年新增的項目即達50GW,就像過去十年風能和太陽能的價格成倍下降, 一旦形成規模效應,即大幅降低其LCOE成本(Levelized Costof Energy,均化能源成本)。

    日本百年老店──電氣產品製造商東芝集團(Toshiba)正在全球布置此具「未來能源」之稱的氫能,並以大規模可再生能源製取綠氫,做為碳中和時代的解決方案。

    放眼全球,日本是近年來最熱衷發展氫能的國家之一,利用碳捕獲(CCS)實現平價化石燃料的脫碳製氫,以及可再生能源製氫,對能源自給率甚低的日本而言,用零排碳的可再生能源以製取清潔、高效且較易儲運的氫能,無疑是「後福島時代」得以兼顧能源安全和碳中和目標的理想選擇。

    早在50年前東芝就開始做氫能方面的研發,當時日本的氫路線是烴類或醇類重整製氫,但現在零碳的理念下,近10年已全面提升氫能體系。例如東芝燃料電池體系全部都是純氫製備,其燃料電池系統H2Rex 在日本國內已累計交付了100台以上,這種100KW的模塊化單元,可根據需求做靈活組合,啟動後不及5分鐘時間,高效管道或儲槽中的氫氣轉化為電能和熱能。

    從製氫到氫利用的全程實現了零排碳

    以東芝的新氫能綠合中心為例,利用太陽能電解水製備氫氣,並直接將其應用於東芝的府中工場的燃料電池驅動叉車(Fork lifter)上,不但叉車運轉不排放二氧化碳,且因利用可再生能源作為製取氫能的燃料,從製氫到氫利用的全程實現了零排碳。當突發災難時,這套小型分布式能源亦可大顯身手,做為一條生命線為300名受災群眾提供一週所需的電力和熱水供應。

    綠氫雖有諸多優點,但在全球範圍內仍為成本高居不下所困擾,在日本要靠政府的政策來支持。此外光伏、風電仍存在間歇性問題,且因電網調峰要求甚大,導致棄風、棄電的狀況經常發生,若將這部分電力轉換為氫能儲存起來,需要時再予釋出,成為最理想可靠的結合。亦即可再生能源與電解質製氫技術綑綁在一起,製造出完全的綠氫。

    在日本國立新能源產業技術綜合開發機構NEDO(New Energy and Industrial Technology Development Organization)的帶頭下,東芝與另外兩家日本企業合作的福島氫能研究基地(FH2R)已於2020年成立。東芝在該領域所長的是對電力系統、電子設備及控制系統的深入了解,及對氫的長期技術累積,目前正與上游製氫企業研討合作。

    在氫能起動階段,東芝呼籲政府對全行業給予政策支持,鼓勵更多企業參與氫能產業鏈的完善,並儘早明確氫能使用的法律及規範,在此前提之下,氫能成本才能隨著規模效應而快速下降。

    氫能成本的下降有賴於一個足夠大且高速成長的下游市場,東芝正在推動純氫能燃料電池系統H2Rex儘早應用於日本及中國市場,使其成本符合市場潛在的需求,並聯合中國合作夥伴一起開拓市場。

    福島事故讓東芝不得不脫鉤核能

    實際上東芝對於 「終極能源解決方案」的認知,在福島核能事故之後,出現了徹底的轉變,東芝曾是全球核能領域的重要領先者,旗下擁有歷史戰績輝煌的美國西屋電氣公司。但2011年發生的福島核能事故,使全球核電技術放緩,建造成本陡增,西屋電氣申請破產保護等諸原因,東芝最後選擇脫鉤核電資產。

    2020年10月日本首相菅義偉在臨時國會上發表施政演說時宣布,日本將爭取在2050年實現溫室氣體净零排放,這標示做為全球第三大經濟體及第五大排碳國的日本,在氣候議題上的立場有了巨大的轉變。

    日本的溫室氣體排放中,至少有80%來自能源範疇。二氧化碳零排放並不是最近才有的呼聲,早在〈京都協議書〉及〈巴黎氣候協定〉且更早以前,就進行了與此相同的探討。

    福島事故改變了全球滅碳的思路,2011年之前,日本及歐洲都將低碳發電目標寄望於核能,但現在已轉變為寄望於可再生能源的發展。除了氫能之外,東芝還有其他頗具競爭力的的能源業務和碳捕獲及儲存技術,可以根據不同地區的條件與與特徵,進行靈活的組合,無論在水電領域、光伏領域及地熱領域,均處於世界領先的地位。

    該項目建有全球最大的利用可再生能源的10 MW(1萬千瓦)級製氫裝置,正在驗證清潔低成本的製氫技術,在此所產生的氫氣不僅使用為平衡電力系統,還為固定的氫燃料電池系統,及移動的氫燃料電池車輛(汽車、巴士)等提供動力源。

    日本的綠氫發展可供台灣借鏡,台灣現行的可再生能源發電占比僅20%,卻以進口液化天然氣以支持50%的氣電 ,與其如此,不如投資於光源充足的澳洲建立液化綠氫廠,並進口台灣以取代LNG(主成分為排碳的甲烷)以供發電,達成低碳及無排碳的能源承諾。

    本文作者胡僑華為工程專業經理人

    完整圖文內容請見:
    https://www.storm.mg/article/3875207?mode=whole

  • 美國核能發電比例 在 鄭麗文 Facebook 的最佳貼文

    2021-07-21 10:08:15
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    【綠色經濟戰役打響,台灣又双叒輸給韓國了】

    上週,歐盟執委會提出一系列法案與綠色新政架構,設立具體目標:歐盟在2030時,需較1990年減少55%的溫室氣體排放
    並且提供具體行動建議,包含在2030年前種植30億棵樹以增加碳匯、2035年所有的汽車都必須是零排放、在2030年前完成3,500棟建築更新、創造16萬個新的綠色就業,以及最受關注的碳邊境調整機制 #推行碳稅勢在必行,根據歐盟及美國的計畫,
    ⚠️最快2023年開始,分階段對鋼鐵、水泥、鋁、肥料、電力等產業課徵碳關稅⚠️

    南韓總統文在寅去年7月14日正式宣布推出《綠色新政》(Green New Deal),
    表明政府將帶領韓國企業在後疫情時代逐漸步回軌道的決心,
    並宣示要從「高碳經濟」邁向「低碳經濟」,加快韓國轉型為環境友善、低碳排放經濟體
    🇰🇷韓版綠色新政時程及內容
    ☑️2017年提出計畫:#2038年將核能反應爐數量從24座減少到14座、#2060年達成無核家園目標
    ☑️2020年10月,韓國政府首次公佈凈零排放時間表。文在寅在國會舉行2021年政府預算施政演說時提出,#韓國要在2050年之前實現碳中和
    ☑️2020年12月,文在寅發表「#2050碳中和宣言」全國電視直播演說,全程以黑白畫面呈現,凸顯低碳、環保理念
    ☑️2021年4月,韓國產業通商資源部公布《新能源與再生能源開發、利用、普及促進法》修正案,#給予綠色新政具體措施相關法源,已經國會通過並將於10月21日生效
    ☑️ #大型發電廠的再生能源發電配額上限 將由10%大幅上調到25%,以加速能源轉型,對抗全球氣候變遷。這是韓國在2012年規定再生能源配額標準後,時隔9年首次修法上調其上限
    ☑️ #再生能源配額制,利用法律對發電量500百萬瓦以上之獨立發電業,強制規定其太陽能、風電等再生能源的發電比例,若業者無法自行生產達到法定配額,須向再生能源發電廠購買等額的綠電
    ☑️2021年7月14日, 文在寅主持韓版新政戰略會議第四次會議,最終敲定「韓版新政2.0」,將在2025年前為相關項目投入220兆韓元(1,910億美元),#預估創造250萬個就業機會
    ☑️原先2030年再生能源占比 20% 的目標,#將變更時程與提高占比,依照草案綠能比例2034年將增加到40%
    ☑️策略:靠先進的氫能等低碳能源技術、構建碳中和財政專案、推動綠色金融等綠色新政,立法並設立直屬青瓦台的「#碳中和委員會」

    🇹🇼反觀台灣,若要達成2050碳中和,以目前措施根本不夠
    因為台灣的減碳策略,欠缺 #國家領導人的決心、#欠缺完善法令、 #欠缺專責組織、#欠缺政策執行力
    ❌蔡英文多次於公開談話中提及氣候變遷治理,
    現實卻很骨感,#台灣在2021年氣候變遷績效指標仍為全球倒數第五
    ❌依據現行的能源轉型規劃,2025年尚有80%電力來自火力發電,排碳量偏高
    ❌環保署把「溫室氣體管理法」改為「#氣候變遷因應法」,推動碳定價,施行碳費;
    卻 #沒有把2050碳中和目標入法,也 #沒有跨部會的指揮機制,未能與國際接軌,無法因應氣候危機
    ❌目前國內沒有施行碳定價,許多高碳排產業連碳足跡都不清楚,更別說減碳;
    未來台灣若想出口高碳產品至歐美,必須繳一筆碳關稅、成本大增
    ❌國內減碳機關如多頭馬車,台大教授周桂田及地球公民基金會都提出,必須 #先將行政部門的系統整合,讓企業的「氣候成本內部化」,碳中和目標才可能成功

    歐美均企圖透過貿易政策來對抗氣候變遷,
    對於高度依賴出口的韓國和台灣而言衝擊非常大,然而南韓早已做好萬全準備,
    信心迎接這場減碳戰役
    台灣卻是政府遲遲未跟進,
    勢必將影響 #產業發展、#國際競爭力、#外資投資意願 #企業龍頭必須自己來
    大佬們反而比政府更緊張也更具號召力
    台灣必須體認到 #未來排碳必須付費,
    因此減碳是必須走的路
    不僅是為了下一代的環境權與生存權,
    #更攸關台灣未來的產業及經濟生死存亡⚠️

    #綠能經濟是國際普世價值及共同趨勢
    #台灣只剩下一年半的時間解決問題
    #不能再以虛應的態度面對
    #保護環境也保護台灣的優良經濟

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