從IFC on IGCC&XtL看國際淨煤技術發展趨勢

 

刊登日期:2018/11/21
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沈政憲/工研院綠能所

第九屆佛萊堡IGCC&XtL國際研討會(The 9th International Freiberg Conference on IGCC & XtL Technologies),於2018年5月間在德國柏林舉辦,International Freiberg Conference(IFC)自2005年以來每兩年舉行一次,已經舉辦過八屆研討會。本屆由TU Bergakademie Freiberg的IEC與IEA Clean Coal Center (UK)共同主辦,共計有來自22個國家的278名參加者參與盛會,如圖一所示。會展中共計有140個報告(4個並行會議進行),21個贊助商參與此項國際會議(我國NEPII淨煤主軸也是其中大會贊助商之一)。本屆IFC研討會主題為“Closing the Carbon Cycle”---概念為利用氣化技術整合能源、化學品和廢棄物之間的能量轉換,如圖二所示。過程中所需的還原劑-氫氣將由再生能源轉換而來,整個目標在於達成最小的碳排放和最少的再生能源需求(H2),而達到淨零排放目標(Net Zero Emission)。

圖二、2018 IFC國際研討會主題
圖二、2018 IFC國際研討會主題

大會主辦單位邀請了專家學者進行專題報告;Jadwiga Emilewicz博士在開幕會議上表示,波蘭在能源政策規劃上,預計在2050年將會取消煤炭火力發電廠的申設,因此將積極發展再生能源取代火力發電廠,以達到同時減碳與節能的目的。Jadwiga Emilewicz博士表示,在整個煤炭的大型應用上可以借鏡日本發展規劃,如圖三所示。日本透過淨煤技術上發展IGCC(Integrated Coal Gasification Combined Cycle)技術,達到高效率發電與減碳目標,預計到2030年將以IGFC技術(Integrated Coal Gasification Fuel Cell Combined Cycle)作為發電計畫目標。筆者在105年曾經到過日本參訪,當時日本通產省石炭能源中心組長大塚先生即表示,日本在減碳與高效率發電技術一直是以燃料電池(IGFC)作為主要高效率發電技術目標,預計IGFC淨發電效率將可以達到56%,每度發電將可減少30%的碳排放。Christian Ehler博士(歐洲議會議員)也表示,德國也同步將在2050年終止煤炭火力發電電廠的設立,因此其他再生能源必須迎頭趕上需求,以求能夠穩定供電。Lars Kulik博士(RWE Power AG執行委員會成員)則在會議中報告目前該集團已完成10GW低階煤(lower-rank coal, brown coal)發電的裝置容量,未來將會藉由在低階煤發電開發經驗,轉換到廢棄物循環應用發電上,希望未來能夠與其他國家合作,進行廢棄物循環經濟應用。

圖三、日本新世代火力發電技術發展藍圖
圖三、日本新世代火力發電技術發展藍圖

在本屆研討會的主題中特別提到,透過淨煤氣化技術(Clean Coal Gasification Technology)達到將各式能源有效轉換成合成氣(syngas),因此氣化技術的發展就顯得相當重要。目前國際上發展的氣化爐主要可區分為三類,包括:固定床(Fixed Bed)、流體化床(Fluildized Bed)和挟帶床(Entrained Bed)三種。在大型且壓力式氣化爐發展上可明顯看出各國均是以挟帶床氣化爐為主,如圖四所示,尤其針對幾個主要產煤國家。因此,本次研討會中可以清楚觀察到,在大型氣化爐的發展上主要都是以中國大陸為主且發展相當快速,同步展現現代化氣化技術和大規模應用市場與能力。其在發展的策略上一方面朝向本土技術開發,例如:以OMB(Opposition Multi-Burner)多噴嘴對置氣化爐為主(ECUST,上海華東理工大學),另一方面積極引進國外大型氣化爐技術進行合作示範建置,例如:Clean Coal Gasifier (德國,COHREN)在湖北省建置一套1,500TPD(Ton Per Day)氣化爐。因此,全世界大型化氣化技術應用以美國、日本、德國和中國為主,其中中國氣化技術應用主要是作為化學品原料,日本則主要以發電應用為主(IGCC/IGFC),因此下屆2020 IFC研討會將會交由上海華東理工大學(ECUST)主辦。目前該校煤炭氣化團隊結合相關技術公司已完成全世界最大進料......以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


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