邁向淨零碳排 氫能扮關鍵 !

至今已有137個國家宣示將邁向「淨零排放」(Net Zero Emissions),「減碳」成為全球無可避免的發展趨勢。然在推動減碳的過程中,許多國家發現僅倚賴提升再生能源發電的比例削減碳排的效果,已逐漸產生瓶頸,除了加強二氧化碳的回收和循環利用等方法,可整合能源系統並進一步取代傳統化石能源的「氫能」躍為未來實現淨零碳排的主要策略之一。

「氫能」躍為未來實現淨零碳排的主要策略之一。

根據國際能源署(IEA)估計,在2040年前國際間多以使用化石燃料重組產出的「灰氫」、或是加上CCUS(碳捕捉、利用與封存)技術的「藍氫」為主。而採用剩餘再生能源的電力搭配水電解製造技術,使生產過程中零碳排的「綠氫」,則於2040年後方有機會形成主流,未來於工業、交通、發電等應用部門成長潛力最高。

因此,許多國家陸續推出氫能戰略圖或政策目標,期能有效提升氫能相關技術、降低製氫成本,成為重要的「減碳」助力。像是在2017年率先提出「氫能基本戰略」、規劃「氫能社會」的日本,由政府主導市場及產業發展,並透過定置型燃料電池、氫能車等特定應用,帶動氫能的基礎建設及產品標準化。為了能真正實現碳中和,日本也規劃提升潔淨氫氣供應的穩定性,以進一步擴大在民生、產業、運輸、電力等各部門的應用;近期還建置綠能創新基金,加速氫能相關技術研發。亞洲另外一個氫能發展重鎮韓國則以建立氫能產業為主要目的之一,強調氫能車等新興應用,更是全球首個訂定氫能專法的國家,期透過專責單位推動並規範各項氫能發展措施。

歐美國家的氫能政策則偏重多元產業應用,以提高氫氣的規模經濟與減碳效果。歐盟提出的氫能戰略,直指發展「綠氫」為目標,藍氫作為過渡工具,並要建置跨境的綠氫供應鏈,切入工業、運輸等部門的應用。未來還將規範碳價、成立「歐洲清潔氫氣聯盟」,使綠氫能在2030年與灰氫競爭,藉此促進各成員國制定綠氫的相關政策與計畫。美國的氫能發展則以技術研發及產業自行發展為主,聯邦政府並未有太多的政策規劃,僅美國能源部希望透過提升氫能技術,在2030年能達到每公斤氫氣一美元的目標。

而中國雖將實現淨零碳目標延後至2060年,目前也將氫能車納入補助,並由各省推動減碳的相關技術與計畫,中央政策仍在研擬之中。

擁有豐富天然資源的澳洲,在氫能政策上則有獨特定位,搭配在地充裕的再生能源,由各地方政府與國內外企業合作產氫,以打造氫氣出口的產業,為傳統能源出口國中最具規模的轉型案例,現已延攬日本的川崎重工、三菱電力、岩谷等企業前往當地開設製氫廠,希能形成國際氫能供應鏈。

回頭看臺灣,產學研界皆在氫能相關技術有許多投入,學界已投入如新型製氫技術研發、電解產氫的效率提升、低成本儲氫材料、新型材料開發等前瞻技術;法人以應用商業化為方向,例如進行燃料電池相關系統整合與驗證,或燃料電池無人機等新型產品開發;產業界則以發電系統和交通工具的應用開發為主,像是微電網所使用的氫能燃料電池等。氫氣供應則已有相關業者在國內逐步建置綠氫或藍氫廠。

臺灣在能源轉型上仍面臨不少挑戰,雖已具備可與氫氣結合的工業基礎,然未來若要生產綠氫,則需有更充足的再生能源供應,並衍生電價上漲、以及現時電解製氫與運儲氫技術的成本仍高,仍需政策推動、技術精進或法規配合。

氫能/氫氣市場特性。(圖/工研院)

氫能是臺灣必須納入能源轉型的要角之一,像在發電及產業應用上,採用天然氣與氫氣混燒渦輪發電、燃料電池,或是煉鋼、化工、半導體等製程,氫能都扮演重要的減碳角色。未來在前瞻的氫能技術研發,再生能源與電解製氫的系統整合、甚至是與國際氫能供應鏈的合作與連結等,都是可持續努力的發展方向,亦有助實現淨零碳排的目標。

(本文由產業科技國際策略發展所分析師石蕙菱授權轉載)

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