台電公司二氧化碳捕集與再利用研發現況 - 楊明偉 組長

台電公司二氧化碳捕集與再利用研發現況 - 楊明偉 組長

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1. 單位名稱 綜合研究所 1 綜合研究所 楊明偉 博士 2019/10/16 臺灣能源教育工作坊 台電公司二氧化碳捕集 與再利用研發現況
2. 單位名稱 綜合研究所 2 1. 什麼是二氧化碳捕集與再利用 2. 國際碳捕集與再利用發展現況 3. 台電公司碳捕集與再利用研發現況
3. 單位名稱 綜合研究所 3 什麼是二氧化碳捕集與再利用 •工業革命後，開始排放大量二氧化碳，造成溫室效應、加重全球暖化，為了減少二 氧化碳的排放，各國除了積極發展再生能源以外，也開始發展碳捕集與封存技術 (Carbon Capture and Storage, CCS) •係指將大型發電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放的二氧化碳分離收集起來，可拿來再利 用或儲存於地質構造、生物吸收（如藻類），以避免排放到大氣中的一種技術。 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/0
4. 單位名稱 綜合研究所 4 什麼是二氧化碳捕集與再利用 •碳捕集與再利用碳捕集與封 存技術是針對二氧化碳進行捕 集、運輸與封存等3個步驟， 如右圖。將工廠排放的二氧化 收集後，運輸並儲存於地底深 層中，避免把二氧化碳排放到 大氣中，此舉大約可讓發電廠 減少約85-90%的碳排放 資料來源:https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/0
5. 單位名稱 綜合研究所 5 什麼是二氧化碳捕集與再利用 •碳捕集技術分為「燃燒前」 、「燃燒後」、以及「富氧燃 燒」等3種捕集方式。 •捕集部分佔整個CCS成本的 60~70%，因此國際間主要以 「提高捕集效率及規模，並降 低捕集成本」為重點研發方向 捕集技術 燃燒前捕集 燃燒後捕集 富氧燃燒 資料來源:https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/0
6. 單位名稱 綜合研究所 6 •燃燒前(將燃料轉換成氫氣及 二氧化碳)：在燃燒前，用多 種程序(如：氣化或蒸汽重組 或物理吸收)，將燃料轉換合 成氫氣及二氧化碳，將二氧化 碳分離，並以氫氣作為燃料使 用或填充汽車的氫氣燃料電池 。 燃燒前捕集 燃燒後捕集 富氧燃燒 資料來源:https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/0 捕集技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
7. 單位名稱 綜合研究所 7 •燃燒後(吸收產生的二氧化 碳再分離)：燃料直接燃燒 後，將產生煙氣再以化學 溶劑吸收的方法把二氧化 碳分離。 燃燒後捕集 燃燒前捕集 燃燒後捕集 富氧燃燒 資料來源:https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 捕集技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
8. 單位名稱 綜合研究所 8 •富氧燃燒(高濃度氧氣燃燒產 生高濃度二氧化碳)：不使用 空氣燃燒，在燃燒前， 將空 氣中的氮氣去除，得到氧氣， 並用純氧取代空氣作為助燃劑 ，以提升煙氣中二氧化碳的濃 度，以利後續封存，但製造所 需大量氧氣很耗能。 富氧燃燒 燃燒前捕集 燃燒後捕集 富氧燃燒 資料來源:https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 捕集技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
9. 單位名稱 綜合研究所 9 •槽車運輸：與高壓氣體運送方式相同 ，直接透過公路輸送。 •管線運輸： 原理類似石油、天然氣的 管線運輸，國外常見的方式 •船舶運輸：當封存地點為海洋區域的 地底，或是深層海洋時，用船舶將二氧 化碳運輸到海上平台，以利後續作業。 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS_technology.aspx 運輸技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
10. 單位名稱 綜合研究所 10 •封存二氧化碳是將捕 獲的二氧化碳灌入地層 中，在地底長期儲存， 利用岩層原有的高壓環 境使二氧化碳處於高密 度的超臨界狀態，而成 為「流體」。 資料來源:https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 封存技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
11. 單位名稱 綜合研究所 11 •結構封存：結構封存是封 存二氧化碳的主要機制， 也是二氧化碳可以長期安 全的儲存在地底下的最佳 證明。 在灌注初期，灌入 地底下的二氧化碳會向上 移動，利用上方較緻密且 具阻絕特性的地層(蓋岩) 阻擋二氧化碳逸散。 結構封存 殘餘氣封存 溶解度封存 礦化封存 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 封存技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
12. 單位名稱 綜合研究所 12 •殘餘氣封存：二氧化碳在 地底移動時，會趕走原本孔 隙內的鹽水，隨灌注封存時 間增長，周遭地層水會回補 至孔隙內，孔隙內部分的二 氧化碳會被水阻擋，無法逃 出孔隙。 資料來源:https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 結構封存 殘餘氣封存 溶解度封存 礦化封存 封存技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
13. 單位名稱 綜合研究所 13 •溶解度封存：由於二氧化碳 與水的互溶性高，部分二氧 化碳會溶解於原本就存在於 孔隙的鹽水中，而這種水溶 液密度比較高，進而將二氧 化碳帶往儲存層下方。 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 結構封存 殘餘氣封存 溶解度封存 礦化封存 封存技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
14. 單位名稱 綜合研究所 14 •礦化封存：隨封存時間增長 ，二氧化碳會與地層的礦物 反應形成碳酸鹽礦物，至此 二氧化碳就被固化成礦物永 久封存於地底。 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 結構封存 殘餘氣封存 溶解度封存 礦化封存 封存技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
15. 單位名稱 綜合研究所 15 •為了讓二氧化碳能安全地被封存在地底下，需要有監測系統，隨時監控二氧化碳 在地底下分布的情形。 資料來源:https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/0 封存技術 什麼是二氧化碳捕集與再利用
16. 單位名稱 綜合研究所 16 國際碳捕集與再利用發展現況 • 目前全球共有43個大型碳捕集與封存計畫公布，商轉與執行中的有2016及2017年啟動的3個計畫： 日本北海道苫小牧示範計畫；美國ADM ILLINOIS計畫；美國德州Petra Nova計畫 資料來源: https://co2re.co/FacilityData 資料來源 :.https://co2re.co/FacilityData
17. 單位名稱 綜合研究所 17 日本北海道苫小牧示範計畫：2016年開始從氫氣工廠捕集二氧化碳，並灌入近岸的深部地層。苫小牧 CO2 的捕獲能力1 年可達200,000 tonnes，捕獲後再利用2 口注入井以分別注入Moebetsu 岩層( 深度 1,000~1,200 m) 和Takinoue 岩層( 深度2,400~3,000 m)，截至2019 年6 月4 日累積注入量為261,730 tonnes 資料來源: https://report.nat.gov.tw/ReportFront/PageSystem/reportFileDownload/C10404928/001 資料來源 : https://report.nat.gov.tw/ReportFront/PageSystem/reportFileDownload/C10404928/001 國際碳捕集與再利用發展現況 苫小牧示範計畫
18. 單位名稱 綜合研究所 18 日本北海道苫小牧示範計畫：2016年開始從氫氣工廠捕集二氧化碳，並灌入近岸的深部地層。苫小牧 CO2 的捕獲能力1 年可達200,000 tonnes，捕獲後再利用2 口注入井以分別注入Moebetsu 岩層( 深度 1,000~1,200 m) 和Takinoue 岩層( 深度2,400~3,000 m)，截至2019 年6 月4 日累積注入量為261,730 tonnes 資料來源 : http://www.cityghg.com/uploads/allimg/180912/1-1P912102Z15S.JPG 國際碳捕集與再利用發展現況 苫小牧示範計畫
19. 單位名稱 綜合研究所 19 • 美國德州Petra Nova計畫： 從2017年開始，每年有捕獲二氧化碳140萬噸的能力， 是目前規模最大的燃燒後捕集二氧化碳計畫 資料來源 : https://www.tanjiaoyi.com/article-23067-1.html 資料來源 : https://www.tanjiaoyi.com/article-23067-1.html 國際碳捕集與再利用發展現況 Petra Nova計畫
20. 單位名稱 綜合研究所 20 • 美國ADM ILLINOIS計 畫：ADM公司於1978年在 伊利諾州建置完成玉米轉 製乙醇的工廠並正式營運 ，2017年開始把二氧化碳 灌入深部鹽水層，是世界 第一個大型生質能源的碳 捕集及封存計畫。 資料來源 : https://km.twenergy.org.tw › ReadFile 國際碳捕集與再利用發展現況 ADM 計畫
21. 單位名稱 綜合研究所 21 台電公司碳捕集與再利用研發現況 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 Roadmap
22. 單位名稱 綜合研究所 22 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 台電公司碳捕集與再利用研發現況 發展歷程
23. 單位名稱 綜合研究所 23 減碳技術園區規劃架構 減碳技術園區 1. 小規模碳捕集廠 2. 微型規模測試區 3. 教展中心 4. 植物工廠 公眾教育展覽 環境效能監測 模擬結果展示 二氧化碳利用 生產模式改良 高價作物栽培 商用程序驗證改良 程序放大模擬評估 環境影響監測 先進技術測試 綠能整合利用 增進電網穩定性 負載跟隨測試 1 2 3 4 降低污染物 及二氧化碳排放 增進二氧化碳 循環經濟 整合綠能 改善環境效能 1. 小規模碳捕集廠 2. 微型規模測試區 3. 教展中心 4. 植物工廠 發展潔淨 燃煤發電技術
24. 單位名稱 綜合研究所 24 台電公司碳捕集與再利用研發現況 減碳技術園區 台電綜研所開發VPSA 為了提高二氧化碳捕集 的純度與回收率，特別開發 這套真空變壓吸附程序 (Vacuum Pressure Swing Adsorption ，VPSA )，加入 真空產氣之步驟提高二氧化 碳產物的純度、回收率！
25. 單位名稱 綜合研究所 25 資料來源 :台電綠網 https://greennet.taipower.com.tw/Page_CCS/6 台電公司碳捕集與再利用研發現況 減碳技術園區
26. 單位名稱 綜合研究所 26 台電綠網: https://greennet.taipower.com.tw/ contact: u620967@taipower.com.tw