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氫能應用 助攻淨零轉型

2023/08/17 | By 經濟日報

全球暖化威脅加劇,為對抗氣候變遷,國際吹起「淨零碳排」旋風,各國祭出更嚴格的環境/能源相關規範與氣候政策,如2021年底舉行聯合國締約國大會COP26,就抑低燃煤、減少甲烷,與擴大投入資金、協助開發中國家達成轉型目標等事項達成「格拉斯哥氣候協議」,透過更多金融投資與國際合作,深化中央、地方、企業與民間各層級間的協作,努力緩解氣候變遷對世界的衝擊。

此外,「綠色氫能」更是COP26周邊會議的熱門討論主題,期間簽署的「Clydebank Declaration」,包括美、英、法、日本、澳洲等國均有參與,承諾2025年前開發氫能/氨能等燃料技術於船舶應用,在全球建立六個海運「綠色廊道」,降低海上運輸之碳排放。

隨著氫能加入新興能源板塊,許多國家開始布局氫能貿易,未來再生能源與水資源稟賦充足的地區,如澳洲、中東、挪威等地可望成為綠氫的生產大國。而日本、南韓、尼德蘭等自然資源較受限制的地區,可能成為綠氫的淨進口國;根據國際再生能源總署(IRENA)統計,包含民間規劃在內,至2022年3月全球有約90個氫能雙邊貿易規畫。

根據國際能源總署(IEA)2050年淨零路徑規畫,全球去碳化共有七個重要策略支柱:1. 能源效率提升;2. 終端能源消費行為改變;3. 電動化;4. 再生能源;5. 氫能與氫基燃料;6. 生質能;7. 碳捕捉、再利用與封存。在這些策略之中,氫能是促成許多高碳排製造業部門達成淨零的關鍵。

IEA預測,在2050年淨零碳排情境下,全球低碳氫能產量將達一年5.3億噸,較2020年8,800萬噸成長近六倍,主要應用於運輸部門、工業製程與電力部門,尤其在運輸部門之氫能應用,將由2030年的250萬噸大增至2億噸,遠高於其他部門,顯示未來氫能在運輸部門的應用潛能極大。

許多國家已提出相關氫能發展策略,明定氫能相關產業的發展目標。除開發綠氫製造量能外,也積極將氫能導入其他領域,包括工業、礦業、陸海空運輸等,利用擴大氫能應用情境,加速不同產業部門達成低碳轉型。

藉由政策與產業投資的拉抬,全球氫能需求持續增加,除傳統煉油與工業用氫外,推動氫燃料電池車(含氫能巴士等大型車輛)與加氫站也是重要目標,在政策帶動下,大型車廠相繼投入高額研發經費,加速燃料電池技術進入成熟期,同時刺激電解槽材料或觸媒所需技術的發展。

IEA報告指出,近年用於交通運輸部門之燃料電池大幅成長,至2022年7月底,全球燃料電池車總計已達5.9萬輛,較2020年成長約55%,為2014年燃料電池車問世以來最大成長幅度。除燃料電池車,氫能燃料電池火車、卡車、工具機等也陸續問世,包括航空巨頭Airbus在內的一些企業也投入研發可用於航空、海運的氫基合成燃料,顯示未來氫能燃料電池除在交通運輸領域外,還有更廣泛的應用。

全球去碳化七大支柱
全球去碳化七大支柱
許多國家的「氫能戰略」以「產業發展」為核心:英國即著重開發綠氫製造與管線輸氫技術,利用示範計畫,深化「英國製造」研發創新量能,最終以「技術出口」為目標,鞏固英國在氫能經濟的國際地位;南韓透過扶植國內燃料電池製造大廠,結合國內車廠製造,加速燃料電池車相關技術與市場開發,企圖取得氫能運輸的領先地位;法國建立製氫所需的電解槽產業,並利用推廣區域型的氫能載具應用,提升社會大眾對氫能的認識與接受度,同時擴大氫能需求市場,催化氫能產業整體動能;澳洲以開發氫能國際市場、建立氫能出口貿易為導向,利用氫能產業專區,從國內市場開始提升氫能應用,透過規模經濟與產業聚落效益,加速氫能發展。

這些國家的發展戰略均以本身產業在氫能價值鏈中、最適合扮演的角色做為推動基礎。如英國根據油氣業的實力與經驗,作為潔淨氫能製造業基石;南韓從汽車製造業經驗出發,衝刺氫能燃料電池專業與氫能載具;法國利用在火車、飛機等運輸的經驗,加速氫能載具發展;澳洲以豐富礦藏出口為其貿易主力,以氫能出口為導向的政策。

從這些趨勢可發現,利用氫能降低製程或相關應用碳排也是氫能戰略的重要主軸,透過導入氫能,工業製程可降低作為熱源或料源的化石燃料使用;運輸部門使用氫燃料電池,可降低運具碳排放;氫能煉鋼則是鋼鐵業低碳轉型的研發方向。

在全球推動氫能產業的浪潮,以及國際市場的碳稅等壓力下,我國企業可思考以電子製造業經驗發展電解槽所需的電控模組,或應用材料科技優勢,發展氫氣儲運所需的鋼瓶,以及燃料電池周邊組件等,並利用國際貿易的合作機會,及早投資國外綠氫開發計畫,以掌握市場與技術機先,作為進軍國際氫能市場的敲門磚。

(作者是資策會MIC產業分析師)