天然氣也能合成！美國氣候新創Terraform Industries如何用太陽能生產便宜天然氣？｜天下雜誌
【2025全球大趨勢｜科技】美國新創企業Terraform Industries創辦人漢德莫（Casey Handmer）指出，太陽能即將為能源經濟學帶來改變。 圖片來源：2025全球大趨勢 果我們可以憑空產出便宜的燃料，會是怎樣的情景？一個多世紀來，專家盼望製造出有相似化學結構、可直接取代化石燃料的替代品。有了替代品，我們便無須改建現有價值超過100兆美元的能源、運輸和工業基礎設施。 石油、天然氣都是碳氫化合物。因此合成燃料需要氫（來自水）和碳（來自大氣中的二氧化碳）的來源。大自然已經用此配方創造生物（包括人類）達數十億年。在工業革命前，植物是人類的主要燃料來源，但其轉換太陽能的效率不夠高，無法取代化石燃料。 無論用什麼方法，最終仍得耗費大量能源。如要製作合成燃料，須把電能轉為化學能。但分解水和二氧化碳分子來製造燃料，要動用的能源跟後續透過燃燒或其他方法釋出的能源一樣多。如果生產合成燃料需要用到電網，而電網又需要燒煤炭或天然氣來運作，在成本效益上便無法與純粹開採燃料相抗衡。有鑑於此，我們需要新的能源來源，不僅量多、便宜，還得比化石燃料環保。 那麼，人類已知最便宜且最能廣為運用的能源是什麼？答案：太陽能。零碳排、無活動部件、不必歷經鈾濃縮，也無需專業人員作業。太陽能電池就是會印鈔票的玻璃板。我們應該廣為裝設太陽能面板。 太陽能合成燃料會比傳統能源更便宜 根據研究，化學能與電能的雙向轉換效率約為35％。傳統上，透過燃燒燃料發電，一直是最經濟實惠的做法。但只要太陽能成本少於電網價格的10％，市場便會傾向將電力轉換為化學燃料。這不用幾年便會發生。隨著生產效率提高，太陽能的成本每年會下降15％至20％。不久，太陽能合成燃料在部份市場中便會比傳統燃料還便宜，到了2040年左右，更會全面比傳統燃料便宜。 我在4年前注意到此趨勢，並決心實現這個「無限豐富能源」的願景。我辭去在美國太空總署噴氣推進實驗室的工作，創立Terraform Industries。我向一些看好產業前景的投資人募集種子資金、聘請一些我所認識最絕頂聰明的工程師，接著全心投入工作。我們目前正利用陽光、水和空氣，製造便宜的合成天然氣。 我們的Terraformer系統是一座小型化學工廠，直接搭配1MW（千瓩）的太陽能電池陣列，省去輸電成本。這個系統包含一個電解槽（電解水並產出氫）、一個碳捕捉系統（從空氣中抽取二氧化碳），以及一個可結合兩者製作合成天然氣（甲烷）的薩巴捷反應器（Sabatier reactor）。整個過程都由太陽能供電。 截至目前，我們已證明可用每公斤不到2.5美元的成本產出氫、每噸不到250美元的成本產出二氧化碳，以及每千立方英尺35美元的成本產出管線等級的合成天然氣。換言之，我們在許多仰賴進口燃料的市場已具有競爭力。 不只便宜，還能解決碳排放問題 我們的目標是要以低於水力壓裂的價格，充分滿足全球市場對任何碳氫化合物的需求，而且在達成此目標前絕不停下腳步。我們已預計要進一步大幅降低成本，並已有將甲醇轉化為液體燃料的途徑。到了2025年，預計可用每公斤少於2美元的成本生產氫。 我們將於幾個月內展示完整規模的Terraformer，這套系統每年據估計可生產2300千立方英尺的天然氣（一個普通家庭每年大約會使用70千立方英尺的天然氣）。如要滿足全球市場需求，未來幾十年間必須部署數以百萬計的這類系統。 直接來自太陽能電池陣列的便宜豐富太陽能，將徹底改變燃料生產以外的數十種產業。這股能源也可用於海水淡化、水泥生產、提供工業用熱，以及製造肥料。 太陽能面板僅佔腳下一小塊土地，卻能為全人類帶來龐大的物質財富。不僅如此，從存量有限的化石燃料轉向取之不竭的太陽能，不僅解決了碳排放問題，還能大幅促進全球經濟成長。
【2025全球大趨勢｜科技】美國新創企業Terraform Industries創辦人漢德莫（Casey Handmer）指出，太陽能即將為能源經濟學帶來改變。
果我們可以憑空產出便宜的燃料，會是怎樣的情景？一個多世紀來，專家盼望製造出有相似化學結構、可直接取代化石燃料的替代品。有了替代品，我們便無須改建現有價值超過100兆美元的能源、運輸和工業基礎設施。
石油、天然氣都是碳氫化合物。因此合成燃料需要氫（來自水）和碳（來自大氣中的二氧化碳）的來源。大自然已經用此配方創造生物（包括人類）達數十億年。在工業革命前，植物是人類的主要燃料來源，但其轉換太陽能的效率不夠高，無法取代化石燃料。
無論用什麼方法，最終仍得耗費大量能源。如要製作合成燃料，須把電能轉為化學能。但分解水和二氧化碳分子來製造燃料，要動用的能源跟後續透過燃燒或其他方法釋出的能源一樣多。如果生產合成燃料需要用到電網，而電網又需要燒煤炭或天然氣來運作，在成本效益上便無法與純粹開採燃料相抗衡。有鑑於此，我們需要新的能源來源，不僅量多、便宜，還得比化石燃料環保。
那麼，人類已知最便宜且最能廣為運用的能源是什麼？答案：太陽能。零碳排、無活動部件、不必歷經鈾濃縮，也無需專業人員作業。太陽能電池就是會印鈔票的玻璃板。我們應該廣為裝設太陽能面板。
太陽能合成燃料會比傳統能源更便宜
根據研究，化學能與電能的雙向轉換效率約為35％。傳統上，透過燃燒燃料發電，一直是最經濟實惠的做法。但只要太陽能成本少於電網價格的10％，市場便會傾向將電力轉換為化學燃料。這不用幾年便會發生。隨著生產效率提高，太陽能的成本每年會下降15％至20％。不久，太陽能合成燃料在部份市場中便會比傳統燃料還便宜，到了2040年左右，更會全面比傳統燃料便宜。
我在4年前注意到此趨勢，並決心實現這個「無限豐富能源」的願景。我辭去在美國太空總署噴氣推進實驗室的工作，創立Terraform Industries。我向一些看好產業前景的投資人募集種子資金、聘請一些我所認識最絕頂聰明的工程師，接著全心投入工作。我們目前正利用陽光、水和空氣，製造便宜的合成天然氣。
我們的Terraformer系統是一座小型化學工廠，直接搭配1MW（千瓩）的太陽能電池陣列，省去輸電成本。這個系統包含一個電解槽（電解水並產出氫）、一個碳捕捉系統（從空氣中抽取二氧化碳），以及一個可結合兩者製作合成天然氣（甲烷）的薩巴捷反應器（Sabatier reactor）。整個過程都由太陽能供電。
截至目前，我們已證明可用每公斤不到2.5美元的成本產出氫、每噸不到250美元的成本產出二氧化碳，以及每千立方英尺35美元的成本產出管線等級的合成天然氣。換言之，我們在許多仰賴進口燃料的市場已具有競爭力。
不只便宜，還能解決碳排放問題
我們的目標是要以低於水力壓裂的價格，充分滿足全球市場對任何碳氫化合物的需求，而且在達成此目標前絕不停下腳步。我們已預計要進一步大幅降低成本，並已有將甲醇轉化為液體燃料的途徑。到了2025年，預計可用每公斤少於2美元的成本生產氫。
我們將於幾個月內展示完整規模的Terraformer，這套系統每年據估計可生產2300千立方英尺的天然氣（一個普通家庭每年大約會使用70千立方英尺的天然氣）。如要滿足全球市場需求，未來幾十年間必須部署數以百萬計的這類系統。
直接來自太陽能電池陣列的便宜豐富太陽能，將徹底改變燃料生產以外的數十種產業。這股能源也可用於海水淡化、水泥生產、提供工業用熱，以及製造肥料。
太陽能面板僅佔腳下一小塊土地，卻能為全人類帶來龐大的物質財富。不僅如此，從存量有限的化石燃料轉向取之不竭的太陽能，不僅解決了碳排放問題，還能大幅促進全球經濟成長。
