COP27
有助實現零碳未來的潔淨能源—氫能

有助實現零碳未來的潔淨能源—氫能

撰寫人:程莉芸(COP27組員)

簡要引言/重要性

「氫能」是一項潔淨能源,能大量且長時間儲存並易於運輸。2020年12月,國際智庫「能源轉型委員會」(ETC)發表《三十年內達成全球經濟電氣化》報告[1],規劃經濟轉型電氣化路徑、評估2050年實現淨零經濟的可行性,並指出氫能將針對難以實現電動化的部門發揮輔助作用,以及轉型為再生能源為基礎供電來源的必要性。《實現氫能經濟》[2]中,ETC表示對鋼鐵生產與長途航運等部門而言,直接電氣化技術上深具挑戰性且成本過高,此時電解水技術製造的綠氫便成為製造成本最具競爭力的能源,據推估,此生產方式佔總生產量比例在2050年可達到85%。

過去國際國內進展

2019年,國際能源署(IEA)在G20峰會提出《氫能未來》報告中顯示[3],最初氫能發展源自19世紀左右的電解水與燃料電池實驗。隨著工業部門需求增長,到2015年,以化石燃料產氫的製程每年約排放超過8億噸二氧化碳,此種氫氣也就是所謂的「灰氫」(Grey Hydrogen);「綠氫」(Green Hydrogen)則是使用太陽能或風電等再生能源,將水電解後產生的氫氣[4]。

至於國際範例,以鄰近東亞國家而言,2011年,日本北九州市即打造全球首座氫能城「氫能示範驗證社區」[5],運用附近製鐵廠大量副產品氫氣,供應穩定的氫燃料電池。2017年,日本政府提出《氫能基本戰略》[6],希望建立「零碳氫氣供應系統」(CO2 free hydrogen),目標2030年實現氫能社會。2020年,日本將受核災的福島浪江轉型為「氫能研究場域」(FH2R);同年2月,韓國政府通過「促進氫能經濟與氫安全管理法」,開創了氫能法制定的先河[6],設定2040年前290萬輛氫動力車目標。鄰近的中國,提出「氫能源及燃料電池產業白皮書」。另一方面,在永續發展公認頗為進步的歐洲,英國氣候變遷委員會(CCC)在2018年發表「氫能為低碳社會發展主力」報告[7],將投資約315億元臺幣公共資金於燃料創新;歐盟則從2006至2009年針對公車推出氫能車隊HyFLEET:CUTE(Hydrogen-FLEET:Clean Urban Transport for Europe)示範計畫[8],在橫跨三大洲的十座城市試運行47輛氫能公車。

工業技術研究院《氫能與燃料電池產業發展現況》指出[9],臺灣約自2000年開始投入氫能及燃料電池研發,學研界以工研院為首推動相關發展,2002年「臺灣燃料電池夥伴聯盟」在行政院環保署與經濟部能源局的協助下,由臺灣經濟研究院協調成立,並於2021年更名為「臺灣氫能與燃料電池夥伴聯盟」[10];而產業界諸如亞太燃料電池、中興電工等企業的投入最具代表性。根據經濟部能源局[5],我國氫氣主要來自三類來源:工業餘氫、天然氣重組及電解水產氫。針對燃料電池規劃,國內優先以工業餘氫為擴大驗證對象,並由業者投入產品開發、移動載具應用。2012年,亞太燃料電池公司開發出全球第一台氫能機車[11],在墾丁開放民眾體驗,不過礙於商業模式尚未成熟,難以與純電動車競爭。自2009到2011年間,能源局曾提出「燃料電池系統示範運轉補助計畫」[12],逐漸建構出臺灣氫能價值鏈。

現階段狀況

據IEA統計[13],截至2021年,全球至今共有17國頒布氫能發展戰略,而著手研擬氫能策略的國家超過20個,近年應用範圍擴大,廣泛運用在交通運具相關政策中。從各國氫能目標來看,氫能發展的重要性與前景受到各界廣泛認可,然而臺灣氫能發展仍屬於研發階段[9],政府對於氫能似無完整願景與策略訂定[14],加上欲推動時,相關消防、安全法規面跟不上整體布局,使量產成為難題,難以直接依循他國的案例作法。

未來展望

若要達成2050年減碳目標,其中一個關鍵角色便是國際上廣泛重視的氫能。鑒於氫能源發展趨勢,政府決策者須對未來日益增長的氫能運輸和儲能需求有所認知、了解氫能引進臺灣在應用與制度面上的挑戰、與相關部會積極規劃討論出解方,才能有效推動國內氫能發展,以在電氣化成本過高的部門實現零碳。

參考資料

[1] Energy Transitions Commission (2021). Making Clean Electrification Possible: 30 Years to Electrify the Global Economy. https://pse.is/4bfl6b

[2] Energy Transitions Commission (2021). Making the Hydrogen Economy Possible. https://pse.is/4bxj8u

[3] International Energy Agency. (2019). The Future of Hydrogen. https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen

[4] 王慶剛(2021)。氫能股大熱!鋼鐵、半導體都需要它,綠氫是什麼?天下雜誌。https://www.cw.com.tw/article/5114616?template=transformers

[5] 經濟部能源局(2016)。行政院及所屬各機關出國報告─日本九州氫能社會參訪出國報告。https://pse.is/4c69v7

[6] 工業技術研究院綠能與環境研究所(2020)。關鍵議題評析:國際氫能政策發概述。https://pse.is/4cazqd

[7] International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy. (2020). https://www.iphe.net/united-kingdom

[8] European Union research reuslts. (2008). Hydrogen for clean urban transport in Europe. https://cordis.europa.eu/project/id/19991

[9] 工業技術研究院綠能生態系統中心(2013)。氫能與燃料電池產業發展現況與趨勢。https://pse.is/4cut2p

[10] 台灣氫能與燃料電池夥伴聯盟。(2022)。https://pse.is/4a99mk

[11] 黃得瑞(2019)。專文─臺灣氫能機車產業可能領先世界。民報。https://pse.is/4aeyuf

[12] 經濟部能源局(2013)。燃料電池發電系統示範運轉補助作業要點。https://law.moea.gov.tw/LawContent.aspx?id=FL069308

[13] International Energy Agency. (2021). Global Hydrogen Review. https://pse.is/48kyd7

[14] 朱姵慈(2022)。減碳目標和歐美有落差、規畫細膩度不如日本:台灣淨零路徑須更具體 ,才能符合國際標準。今周刊。https://pse.is/4d5k9r