全球氫能產業大爆發！氫能是什麼、氫能為何這麼重要？

發展「氫能」不只是台灣的目標，也是全球共同的努力方向。氫能是一種新型潔淨能源，利用氫氣作為燃料，燃燒後唯一的產物是水蒸氣，不會產生溫室氣體，因此氫能被視為綠色能源的潛力股，有望加速達成淨零排碳。本文將介紹何謂氫能，台灣乃至全球對氫能的需求，以及現有科技能達成的氫能應用。

為了達成 2050 淨零排放的目標，再生能源已經不只是環保議題，也是攸關經濟競爭力的熱門議題，而氫能之所以能在再生能源中脫穎而出、成為台灣的熱門話題，是因為去年 3 月政府公布的「2050 年淨零排放路徑藍圖」，其中制定了 2050 年氫能發電占比將達 9～12%，引發各界關注。

為什麼政府這麼重視氫能發電？以下介紹氫能的優點：

• 可再生潔凈能源：氫能夠支持零碳能源策略，幫助台灣達成淨零碳排放。
• 能源效率高：若以重量計算，高壓氣態和液態氫的重量能量密度（約 120MJ/kg）約為柴油和液化天然氣的三倍，比常見的化石燃料更有效率。此外，氫燃料電池的效率也很驚人，根據資料顯示，傳統燃燒發電廠的發電效率為 33-35%，而氫燃料電池的發電效率高達 65%。
• 產物無毒：氫能燃燒後的產物是水，美國外太空甚至將氫能燃燒後的水作為太空人的飲用水，可見氫能幾乎零排放的特性，大大減少碳足跡。
• 充電時間快：電動車充電需要 30 分鐘至數個小時，而氫燃料電池 5 分鐘內就能完成充電。
• 無噪音和視覺污染：與其他綠色能源相比，氫能轉化時不會產生噪音，也不需要同等規模的空間。
• 氫能不會隨時間流失：鋰電池放久後會自放電，但氫能不會。
• 成本可控制：舉例來說，鋰電池儲存的電越多，需要的電池數量就越多，成本直線上升，但氫能是透過電解水製氫，若需要產出 20 倍的氫，雖然耗電量也變成 20 倍，但設備成本不會跟著成正比增加。
• 政府補助發展氫燃料電池：為鼓勵民間開發潔淨能源，經濟部能源局重新開放「定置型燃料電池」補助，我國法人、公私立醫療機構及學校若設置五百千瓦以下的燃料電池發電系統，每一千瓦補助 5 萬到 7 萬元，最高可達總設置費用 50%。期待整合國內的燃料電池產業，並打造產業的不斷電系統。

了解以上的氫能優點後，不難想像氫能在各地皆有市場和需求。以下分為全球和台灣說明氫能的現狀：

根據德勤 (Deloitte) 在 2023 年 6 月8日發布的「全球綠氫(green hydrogen)展望報告」，依照原本 2050 年淨零排放的目標，氫能需至少占整體能源使用 13%，然而截至 2021 年，氫能僅占全球能源使用的 2.5 %，各國必須意識到氫能的發展有其急迫性。全球氫能市場預計在 2030 年超越液化天然氣市場，並在 2050 年達到每年 1兆4,000 億美元。其中，利用再生能源分解水取得氫氣的「綠氫」，將在未來數十年成為推動整體氫能市場成長的關鍵。因此提出以下建議：

1. 鼓勵各國政府制定氫能的認證程序，確保透明度與公平競爭
2. 以獎勵及補貼減低氫能與石化燃料的成本差異，協助氫能融入產業鏈
3. 改善、設計相關基礎設施，以更有效率的方式運輸及儲存氫能商品。

此外，根據國際能源署 (International Energy Agency: IEA) 的 2023 回顧報告，亦認同目前氫能無法在國際上順利部署，還是因為監督與認證的相關措施不夠完善，因此國際能源署建議各國政府加速執行推動氫能的計劃，並以法規和配套措施鼓勵私部門，讓私部門也有機會得到跨國合作機會，拓展氫能發展的藍圖。

台灣的綠電主要來自太陽能與離岸風電，但因氣候與環境無法達成穩定供電，離達到 100% 使用綠電的目標還有長遠的路。因此，根據國家發展委員會提出的「全國性氫能發展之整體規劃」，我國目前也重點發展氫燃料電池，並結合產、官、學、研界，成立台灣「氫能與燃料電池夥伴聯盟」。

為了因應我國綠電市場發展不利的困境，今年 5 月，再生能源整合服務商睿禾控股與澳洲簽署台灣首張海外綠氫合作開發協議 H2U，預計從 2028 年開始每年至少進口 10 萬噸綠氨，並在 2032 年年產 400 萬噸的綠氨。 

儘管氫能在製造、儲存、運送上多有困難，但因其較不會對環境產生傷害，各國皆致力於發展氫能。以下將介紹目前國際上如何運用氫能，並找出台灣可借鏡的地方：

• 韓國：韓國的氫能車使用率高出台灣不少，原因在於政府施策將「氫」普及化，例如提供氫能車補貼、增設「加氫站」、打通海內外供應鏈等等。
• 香港：香港推出使用氫能的專營巴士，其安全性亦通過檢驗，不僅能解決交通運輸量不足的問題，亦全面發展氫能產業。
• 美國：美國政府於去年宣布投入 70 億美元，打造 7 大氫能重鎮，主要用於大規模生產氫能、氫氣輸送管線，並協助產業和企業度過以氫能作為燃料的陣痛期，同時希望吸引民間加入氫能投資，一起壯大氫能事業。
• 德國：俄烏戰爭促使各國尋找替代能源，德國也積極發展氫能，建造氫能基礎建設，目前德國有近 100 座民間經營的加氫站，由政府補貼建造。此外，德國也宣布啟動「綠鋼」轉型，以氫取代煤炭煉鋼，期待製造業未來能使用綠鋼為原料。

根據工研院《臺灣2050氫應用發展技術藍圖》，目前氫能有「發電」、「載具」、「工業」三大面向。

• 發電：透過發展氫能發電，減少使用化石燃料與碳排放量。
• 載具：小客車未來將走向電動化，而中大型交通載具如高載重車輛、長途行駛車輛和高運轉率車輛，亦期待技術能開發成功，未來能以氫氣為燃料。交通部也正積極推動大客車電動化，除了電動車補助計畫，也試辦氫燃料電池大客車運行計畫，希望 2030 年達成 1.2 萬台市區公車全面電動化。
• 工業：除了利用氫氣冶金煉鋼，或是用低碳氫降低碳排放量以外，其實半導體製程所產生的大量餘氫也可回收發電，也就是所謂的「混氫發電」。台灣有很多半導體、石化業在製程中會產生氫，雖然純度只有 50% ，但透過氫燃料電池的混氫發電系統，也能順利發電，有效提升經濟效益、減少用電量。

綠色能源發展是國際趨勢，因此各國和台灣都積極發展乾淨的氫能。台灣須結合政府政策與民間的努力，才能拓展氫能市場與發展的可能性，在 2050 達到淨碳排放的目標。