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IEA全球推動潔淨能源示範計畫 Advancing Clean Energy Demonstration Projects
2024/12
International Energy Agency (IEA)
https://iea.blob.core.windows.net/assets/c927be99-6764-4790-8577-4da3eb72e2e1/AdvancingCleanEnergyDemonstrationProjects.pdf
一、前言
國際能源署2023年淨零路線圖指出,短期減排目標雖可透過現有、可擴展且具成本效益的技術加以實現,但要實踐2050淨零目標,仍須持續創新。報告中估算,實踐2050年淨零路徑中,約有35%的排碳量需仰賴目前尚處於商業化初期的減碳技術,包括重工業和長途運輸等排放密集型產業相關減碳技術,未來需支持進行創新並透過示範方式促進推動,以加速進入市場應用。

示範階段經濟風險較高,且投入成本較龐大,因此往往需要政府投入資源,尤其是重工業、長途運輸、氫氣及合成燃料生產、生物燃料、再生能源,以及碳捕獲、再利用及封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)等能源領域,有迫切的技術示範需求。以下將根據報告中全球潔淨能源示範情況,摘述重要應用領域發展狀況,以及政府推動潔淨示範計畫的支持機制。

二、重要應用領域發展情況
(一)氫能及氫基燃料
2022年至2035年潔淨能源示範計畫的總預算中,超過270億美元的資金(約占總預算的一半)將投入生產氫氣或氫基燃料。其中電解產氫技術,具備創造共同效益的潛力,包括:協助解決再生電力的間歇性問題,並提供電網平衡服務和大規模儲能。此外,低排放氫氣也可透過結合CCUS技術的化石燃料生產。

氫能及氫基燃料示範計畫中,大多數系統零件技術已成熟,未來需整合現有技術、提高效能和規模,並降低風險,例如:根據需求,彈性調整提高或降低氫氣產量,以匹配再生能源發電的變動性,進而生產再生燃料,促進工業脫碳,並供應燃料電池汽車車隊。

(二)發電及儲能
發電示範計畫可用資金總額約為160億美元,約占資金總額的四分之一,其中核能發電大型設計和小型模組化反應器等計畫資金90億美元,其他再生能源計畫(浮動式離岸風電渦輪機、結合CCUS 技術的生質能發電技術、海洋波浪能和先進太陽光電)可用資金約40億美元。

(三)工業
約20%的潔淨能源示範計畫預算將用於工業示範,總投入金額近110億美元,遠低於氫能和發電等供應端項目的資金。未來可進一步分析優先示範應用類型,以解決工業領域緊迫的創新需求(例如:在不同工業領域的供熱技術)。

(四)運輸
用於交通運輸示範計畫的資金僅占2022年至2035年總資金的 2%,不及15億美元,其中大部分資金用於航空業、公路運輸(包括電池生產和回收)和航運。

(五)二氧化碳管理
二氧化碳管理係指用於捕獲、運輸、利用和儲存二氧化碳的子技術和設備,儘管目前二氧化碳管理技術已相當成熟,但在許多應用領域中,尚未建造二氧化碳捕獲工廠,例如水泥生產、煉鋼、甲烷重整製氫以及直接空氣捕獲等應用。目前二氧化碳運輸和儲存的基礎設施、終端應用及航運尚未實現商業規模運作。此外,亦需擴大示範捕獲率更高的先進捕獲技術。

三、政府支持潔淨能源示範的機制
(一)資源推動
政府可透過分配公共預算推動國家重要技術領域示範計畫,並針對迫切需要創新的領域設定優先順序。除政府投入資源予以支持,亦可尋求合作鏈結-鼓勵私部門(包括新創公司和中小企業)共同資助示範計畫;或與全球合作夥伴(例如:其他政府、銀行)合作,整合資源支持大型計畫。

(二)知識管理
透過建立公共、私人和學術網路之間的知識產權、知識共享、訂定協作規則,以及透過現有的國際合作平台,例如:國際能源總署技術合作計畫(Technology Collaboration Programme, TCP)和使命創新(Mission Innovation, MI)計畫,與其他國家合作,實現全球知識共享。

(三)市場驅動
透過支持潔淨能源產品和服務的需求,降低示範階段的風險,採取公共採購、營運補貼、建立標準或整合跨部門需求等措施。

(四)社會政治支持
政府負有制定國家潔淨能源和創新長期願景的責任,過程中亦須納入民間社會利益關係人的合作,並建立群眾認可。

(五)融資工具
潔淨能源示範計畫規模較大,資金需求也較高。根據IEA估計,2022年至2035年的示範計畫中,平均每個示範計畫的資金為4至5億美元。政府推動示範計畫需隨著計畫發展採取多種不同工具組合,及連結政府、產業和金融機構等不同行動者共同推動。

四、全球支持潔淨能源示範的政策案例
2022年至2035年潔淨能源示範計畫主要集中在北美(約占總資金60%)、歐洲(約占總資金25%)、中國(約占總資金10%)以及亞太地區的已開發經濟體,例如澳洲、日本和韓國。

(一)美國
1. 潔淨能源示範辦公室(OCED)
美國2021年成立OCED,負責監督聯邦層級潔淨能源示範投資資金約250億美元,投資計畫包括:氫能中心(80億美元)、二氧化碳管理(70億美元)、工業(63億美元)、核能發電(33億美元)、儲能(5億美元)和分散式能源系統(5000萬美元)等領域。

2. 國家潔淨氫能戰略與路線圖
該路線圖引入「潔淨」氫氣實現脫碳的途徑,發展氫氣中心、工業應用,以及重型公路運輸、航空和航運等示範計畫。

(二)歐盟
1. 歐洲投資銀行(EIB)-突破能源催化劑夥伴關係
EIB與突破能源催化劑將在2022年至2026年規劃8.2億歐元,投入氫氣、永續航空燃料、直接空氣捕獲和儲能相關領域的示範計畫。

2. 歐盟創新基金
歐盟創新基金將在2020年至2030年提供約400億歐元,用於示範創新低排放技術,促進商業化,並透過出售排放許可證的方式資助示範計畫,其價格為75歐元/噸二氧化碳(依碳價訂定),進而有效地將二氧化碳資金用於脫碳。

3. 歐洲共同利益重要計畫(IPCEI)
歐盟從2018年開始啟動IPCEIs,旨在透過資助由多國共同合作的計畫促進歐盟協作創新,其中6個IPCEI計畫與潔淨能源相關、2個與電池相關(獲得61億歐元的資助)、4個與氫能相關(獲得189億歐元資助)。預計IPCEIs每投入1歐元公共資金,可帶動1.5歐元私人投資。

4. InnovFin能源示範計畫
到2022年,將為示範計畫提供高達7,500萬歐元的貸款、擔保和準股權投資,並聚焦於再生能源、智慧系統、儲能和CCUS領域相關示範計畫。

5. 連接歐洲設施—能源
連接歐洲基金投資建立歐盟基礎設施,包括投資能源部門建立二氧化碳網路(運輸和儲存)、建立氫氣和氨的生產設施,以及建置智慧電網。

(三)法國:法國2030年計畫—加速創新策略
法國2030年計畫涵括整體經濟領域的創新,亦包括潔淨能源(氫氣、低排放燃料、再生能源、電網、核能、運輸、工業),其加速創新策略提供總額125億歐元的資金-早期研發階段30億歐元、技術成熟階段15億歐元、示範階段25億歐元、早期部署階段30億歐元、加速成長階段25億歐元。

(四)德國
1. 國家氫能策略
截至2021年,德國聯邦政府和各州已有62個大型氫能計畫,並獲得80億歐元的支持,其主要領域包括工業(煉鋼、化學品)和運輸部門(合成煤油、生物燃料)。

2. 第8個能源研究計畫
德國2023年發布新的潔淨能源創新路線圖,目標到2045年實現氣候中和,並支持推動工業供熱技術示範,包括生產氫氣、建立基礎設施和儲能。

(五)中國:國家重點研發計畫
「十四五」規劃(2021-2025年)加強對能源創新的支持,其研發和示範計畫預算可能超過目前每年30億美元的水準,IEA估計,中國在此期間的能源研發支出成長幅度將超過每年7%,推動氫能、儲能和智慧電網等領域的創新。

(六)澳洲:國家能源效率策略
澳洲2024年發布國家能源效率策略,支持潔淨能源示範。澳洲再生能源署 (ARENA)於2022年設立「區域供電基金」,撥款19億澳元(13億美元)用於支持工業脫碳,提供測試及示範計畫支持。

(七)日本:2024年綜合創新策略
日本政府每年發布綜合創新策略,以實現第六期科學、技術與創新基本計畫(2021年)、2050碳中和綠色成長戰略(2020年)和環境創新策略(2020年),其2024年綜合創新策略包括核融合、再生能源、淨零建築和永續航空燃料等領域的潔淨能源示範。
謝汎琪
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