因應 2050 年淨零排放目標，各國紛紛大力推動再生能源建置，然而，因為再生能源具有間歇性，故電力系統仍須搭配低碳發電技術，例如燃氣機組搭配碳捕捉技術，或利用燃氣機組進行綠氫混燒等方式相互配合，才可以在穩定供電的前提之下，達成淨零目標。
為了整合不同的低碳發電技術，國外正積極發展因地制宜的「能源樞紐」（Energy Hub），也就是將同一區域的再生能源設施、碳捕捉設施、產氫以及氫能使用設施等多種技術進行整合，並透過精準的調度與控制，打造兼顧供電可靠度與低碳發電的綜合性能源系統。
本集我們將簡介「能源樞紐」的概念與運作原理，同時說明台電如何與美國電力研究院（EPRI）合作「LCRI低碳資源倡議計畫」，在台中區域進行「能源樞紐」的規劃，以及「能源樞紐」在台灣邁向淨零目標過程中扮演的角色。

各位收聽世界電力新聞週報的朋友，大家好！

(一)    能源樞紐的概念
「能源樞紐」是整合同一區域內再生能源設施、碳捕捉設施、產氫以及氫能使用設施等多種能源技術的系統，其核心目標是透過精準的調度及控制，將各種技術間的工作流程最佳化，以達到減碳、提升能源使用效率及能資源整合的目的。

(二)    三階段規劃策略
由於台中電廠內機組正採「以氣代煤」為發展策略，同時中台灣也是離岸風力發電的重要設置區域，因此，自2024年起，台電與美國電力研究院合作，選擇以台中區域作為示範案例，進行「能源樞紐」的規劃設計。
台中能源樞紐的規劃核心是將台中發電廠的燃氣機組進行碳捕捉設備的加裝改建後，利用中台灣離岸風電產製的綠氫做為燃料進行燃氣混氫發電。整體規劃採用循序漸進的方式，分為三個關鍵階段來推動。
1.    第一階段 : 專注於台中發電廠本身的低碳發電技術評估，主要探討兩個路徑的技術與經濟可行性，第一個路徑是燃氣機組加裝碳捕捉設備、第二個路徑是利用離岸風電產生的綠氫進行混燒發電。
2.    第二階段 : 將範圍擴大至區域與全國系統的整合，模擬分析台中能源樞紐如何與全國電網相互配合運作，包括電力調度、再生能源併網及氫能供應鏈等議題。
3.    第三階段 : 專注於電網性能的評估與優化，確保在大量再生能源併網的情況下，電力系統仍能維持穩定運作，不影響用戶的供電品質。
    透過這三個階段的規劃，台中能源樞紐得以建立完整的技術評估體系，並在確保系統穩定的前提下，逐步推進能源轉型的工作。今天我們就第一階段來跟各位聽眾說明。

(三)    技術路徑選擇與挑戰
在第一階段的低碳發電技術評估中，研究團隊識別出兩條主要的技術路徑。根據模擬分析，這兩種技術各有其優勢與挑戰，且可依不同時期的條件靈活調整應用。
1.    碳捕捉技術路徑
    碳捕捉技術是目前國際已開始落地運用於商轉火力發電廠的減碳方案，雖然實例不多，但就技術上而言是較為可行的選項。這項技術可捕捉發電過程排放廢氣內的二氧化碳，避免排放至大氣中加快溫室效應。研究顯示，離岸風力發電結合具備碳捕捉設備的燃氣機組，有望協助台中能源樞紐在2050年達成淨零目標。
    研究團隊已完成台中電廠部分燃氣複循環機組加裝碳捕捉設施的初步技術與經濟可行性評估。這項技術的優勢在於可在既有的燃氣發電基礎上改良，技術成熟度與經濟效益都較具競爭力。不過，碳捕捉設備需要發電廠提供額外電力與熱能來運作，會降低電廠整體發電效率，同時也需要克服捕捉後二氧化碳的運輸以及封存等問題。針對這些技術挑戰，研究團隊正積極尋求解方。
2.    氫能發電技術路徑
    氫能發電技術則是更具前瞻性的方案。氫氣燃燒後不會產生二氧化碳排放，是理想的零碳燃料。然而現階段仍面臨經濟與技術挑戰，例如製造或進口氫氣成本相當高昂，儲存及運輸需要特殊基礎設施，而高比例混氫發電還需克服燃燒穩定性的問題。另外，若要實現燃氣機組100%氫氣專燒，所需的綠氫需要大量離岸風電進行電解，而這個規模的離岸風電機組數量，可能超過中部區域可安裝的容量，因此在現在的情境下，無法將氫氣專燒作為零碳發電的唯一解決方案。
    目前市面上的新型燃氣機組具備最高體積比達50%氫氣混燒能力，未來可逐步提高比例，因此氫氣在將來可能會成為具有經濟可行性的低碳燃料。根據模型預測，隨著技術成熟與成本下降，氫能預計在2045年後，在低碳發電領域中扮演更重要的角色。
值得注意的是，碳捕捉以及氫能發電並非互斥的技術選項，而是可依不同時期的技術成熟度與經濟條件靈活調整。由於目前氫能設施的建置成本較高，因此短期減碳路徑選擇以碳捕捉技術為主。研究團隊預估，在2040年後，氫能相關技術的成本將逐漸下降，因此台中能源樞紐在中長期規劃上，將逐步提高氫能發電比例，這種漸進式轉型策略能在確保供電穩定下持續降低碳排放。

(四)    區域整合與產業轉型效益
台中能源樞紐的規劃範圍涵蓋台中、彰化與南投三縣市，一方面鄰近多處離岸風場，具備優越的再生能源發電潛力；另一方面緊鄰大型工業區與科學園區，能就近提供產業所需的低碳電力與能源。
在產業減碳方面，研究團隊針對工業鍋爐與製程加熱等主要耗能環節，探討以提供綠氫或電熱系統取代傳統化石燃料的可行性。這不僅能降低工業部門的碳排放，更能為中台灣產品大幅降低碳足跡，提升台灣產業在全球供應鏈中的競爭力。
根據模型預測，到了 2050 年，台中能源樞紐在滿足區域內工業與民生需求後，仍能將零碳電力輸送至其他區域，大幅提升台灣整體的能源韌性。值得一提的是，研究顯示即使新增 500MW 規模的大型數據中心，系統仍能維持穩定運作，其可變動的負載特性甚至有助於平衡再生能源的波動性。

(五)    國際經驗借鏡
放眼與台灣條件相似的亞太地區，日韓兩國都強調透過「混燒技術」進行漸進式轉型，也就是在傳統燃料中逐步提高低碳或零碳燃料比例，而非一次性完全改變發電方式，與目前規劃的台中能源樞紐發展方向不謀而合。

(六)    結語
台中能源樞紐為台灣淨零轉型提供了務實的路徑參考。這個計畫整合電力供應、產業發展與環境永續，透過離岸風電、碳捕捉與氫能等多元技術的部署，在確保中台灣供電穩定的同時，協助區域產業降低碳排放。
展望未來，台中能源樞紐將逐步完成從「化石燃料」經「低碳過渡」到「零碳運作」的演進。期許這個計畫的推動經驗，能為台灣其他區域的能源轉型提供參考，共同朝向 2050 淨零目標邁進 ! 
以上是本週世界電力新聞週報的整理報導，國際上電力的大小事，我們會持續密切關注並且跟大家分享，若喜歡我們的頻道歡迎與好朋友分享喔！我們下次再會！