大力推動創新潔淨技術 讓碳中和成為可能

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IEA估計,未來20年中,每年能投入3500億美元於創新潔淨技術上,將有機會保住75萬個工作機會,同時讓全球達到碳中和目標。

                                                        國際能源總署出版的潔淨能源創新特別報告(圖:IEA

文/李倫

  講到深度減碳有哪些手段,相信很多人心中最直觀的答案是「再生能源」。確實!太陽能、風能、生質能、水力發電等,多年來受各國長期投資,裝置量年年激增,成本下修速度也快得嚇人,轉眼間成為人盡皆知、又非常符合成本效益的減碳絕招。

  不過,近期國際能源總署(IEA)認為,全球要再加把勁控制溫度上升,還必須投資更多潔淨能源技術(clean energy innovation),像是未來氨可作為船舶或航空燃料,或是擴大氫能於煉鋼製程(H-DR steelmaking)的應用。其今年發布的「潔淨能源創新特別報告」(Special Report on Clean Energy Innovation),便整理了許多你可能沒聽過、但具有深度減碳潛力的技術!

 

潔淨技術發展四大階段  IEA剖析給你聽

  報告一開頭先將創新技術的發展分成4個階段:原型(Prototype)、示範(Demonstration)、初期導入(Early adoption)、成熟(Mature)。以現有的技術來說,在煉鋼製程的高爐中以氫取代煤炭,就處於原型階段,因為整體技術仍須經一連串的設計和研發,才有可能被徹底落實。但是在水泥廠裝置碳捕捉系統,目前國際上已陸陸續續出現案場,帶來示範效果,便可晉升至示範階段。而電動車與氫能車,雖然這幾年全球數量大幅增長,可是與汽車比起,仍不是主流運具,所以被歸納為初期導入階段。至於渦輪水力發電,這已經是十分常見的技術,整體發展顯然趨於成熟。

    永續發展(SDS)情境下,帶來1/3以上減碳貢獻的技術仍處於原型或示範階段(圖:IEA

  你也許會好奇,一項創新技術從最初原型到廣泛被市場應用,大概要耗時多久呢?這中間其實存在許多變數,不過以近十年發展神速的LED及鋰電池為例,大約就花了10-30年的時間。看起來還真的是挺久的,但IEA強調,全球要實現與《巴黎協定》對齊的永續發展情境(Sustainable Development Scenario, SDS)(在2070年前達到碳中和),會需要強力發展仍在初期階段的技術(具有41%的減碳量);甚至,目前還未商業化(原型或示範階段)的技術,還可帶來近35%的減碳量。因此,就算時間長,也不得不做!

 

加速1.5℃達標 需要哪些創新元素

  當然,如果今天國際同心更進一步追求2050年排碳歸零目標,讓全球升溫能夠好好地被控制在1.5℃內,就必須比上面的SDS情境再減90億噸碳排(相當於美國2017年能源相關總碳排的1.8倍),因此,IEA提出一個加速創新案例(Faster Innovation Case),為交通、工業、建築三大耗能巨獸,量身訂做減量瘦身計畫,而「電力化」是三大部門減碳的最大公約數。

     為提早於2050達碳中和目標,加速創新案例須較永續發展(SDS)情境再減90億噸碳排(圖:IEA

  在加速創新案例中,實際預估2050年的電力消費,將占總能源消費的45%。對於交通部門來說,要想「行」得乾淨,電池生產與智慧充電基礎設施在創新技術中,就會是發展重點。比方說,現今仍在實驗室階段的鋰硫(Li-S)電池鋰空氣(Li-air)電池,與傳統鋰電池相比,有更大的儲電能力,且電池更輕巧,是全球車輛電動化中不可或缺的零件;而技術漸趨成熟的充電樁,在「歸零」目標下,設置量須達到1900萬座才行。

  工業部門方面,以電解鐵礦(iron ore electrolysis)取代傳統高爐煉鋼的技術,來減少焦炭使用,算是創新研發新寵兒。接下來後續發展如果縮短至十年內進入市場應用,而且能夠每兩個月新建1百萬噸產能,便可為達標助攻。而在建築方面,需每個月裝置熱容量約300億瓦的整合熱泵系統,作供熱與製冷用途,也能夠為減碳帶來不少幫助。

  額外值得一提的,還有氫能及氫衍生燃料的減碳潛力。舉例來說,文章一開頭提到的,透過再生能源產製的綠氫再合成,所需儲存設施、體積與成本都低於氫,未來是可能成為遠洋船舶的燃料。此外,以氫代煤煉鋼技術(full hydrogen reduction),能夠讓鋼鐵業擺脫高碳排宿命,非常值得各國全力衝刺研發。

                           加速創新案例中,到2050年須擴大應用氫能以及電力化技術(圖:IEA

  整個報告閱讀下來,其中不斷被重複、極為關鍵的訊息就是「加速創新對全球減碳至關重要!」IEA估計,未來20年中,每年能投入3500億美元於創新潔淨技術上,將有機會保住75萬個工作機會,同時讓全球達到碳中和目標。現今各國提出的COVID-19綠色振興計畫,真該好好把這些技術投資納入考量呀!

 

【參考資料】

IEA, Energy Technology Perspective 2020-Special Report on Clean Energy Innovation

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