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淨零減碳是全球趨勢,加上俄烏戰爭爆發,使得全球能源結構改變,氫能源更受到各國重視;由於使用氫氣時不會排碳,因此被視為實現2050年碳中和的「王牌」。2023年9月為止,全球已有42個國家和地區發布國家等級的氫能策略,另有36國正在籌備中。
氫能策略的重點主要分成四大項:一、屬於哪一種氫氣(例如綠氫、灰氫等),如何製造;二、氫氣的生產規模和進出口規模;三、氫氣在國內外的運輸和儲存方法;四、氫氣的用途。國際能源總署(IEA)估計,2050年全球一年的氫氣供應量將超過5.3億噸;至於供給來源,在2040年之前,多半還是以化石燃料產氫為主。屆時,氫氣設備和零件的市場潛力,預估將超過2,000億美元,商機來自生產、轉化、輸儲和終端應用。
目前,許多國家正利用自己風力、太陽能等再生能源的優勢,加緊攻占綠氫市場。伊藤忠商事和大阪瓦斯出資的丹麥Everfuel公司,設置了容量20MW(百萬瓦)的水電解裝置,一年可生產氫氣3,000噸,目前是全世界最大規模,預定今年春季開始生產。非洲的納米比亞也設置附氫氣製造設備的加氫站,以及氫能發電站,今年將開始產氫,是非洲的創舉。另外印度、澳洲、沙烏地阿拉伯等地,今年都有開始生產綠氫的計畫。
▍潛力 設備市場逾2000億美元
日本是最早制訂氫能策略的國家,2017年制訂後,2023年更宣布邁向氫能社會的具體目標,包括40年氫氣使用量要達到1,200萬噸、2030年前國內外水電解裝置容量要達到15GW(10億瓦)等。
除了藉此減碳、維持能源穩定供應之外,更希望採用日本零組件、水電解裝置、燃料電池等核心技術,爭取商機。
至於亞洲其他國家,最積極的是韓國和中國。韓國2019年公布氫經濟發展路徑圖,各部門都要推動氫能,以達到2030年二氧化碳排放量比2017年減少24.4%、1950年達到碳中和的目標。2021年更實施全球首見的氫能專法,並制訂氫能領先國家願景,目標內容是1950年綠氫的產量要達到1年500萬噸(其中200萬噸為藍氫),使用量要擴大到2,700萬噸。
中國更是後來居上,2022年為止,累計燃料電池車銷售量共1萬2千輛,主要是巴士和卡車,加氫站也超過300座。目前,中國一年氫氣需求量是3,300萬噸,占全球總需求的三成左右。2022年中國公布氫能產業發展中長期規畫,設定2025年前燃料電池車要達到5萬輛。
▍應變 石化業加快轉型搶先機
考量經濟成本與技術成熟度,石化業最適合也必須改善設備,降低碳排。中油董事長李順欽曾說:「得氫能者得天下。」中油除了計畫設加氫站,還在大林煉油廠推動碳捕捉再利用(CCU)計畫,捕捉氫氣工場尾氣中的二氧化碳後,轉變為低碳足跡的甲醇,這些甲醇可當作乙烯、丙烯等化學品的原料。
對於未來新科技,李順欽期待綠氫加二氧化碳的合成燃料(e-fuel)和燃料電池。e-fuel是結合氫氣和二氧化碳製成的燃料,可以使用現有的內燃機以及加油站等基礎建設。它在引擎燃燒時產生動能,雖然也會排放碳,但生產過程中可以回收二氧化碳,達到碳中和。
燃料電池則是將氫和氧反應後,將化學能轉換成電能的發電裝置,方式是將電流通過水以製造氫氣和氧氣,也就是電解水的逆向反應。它的技術成熟度高,豐田等汽車業者紛紛開發燃料電池車,也應用在卡車、巴士等商用車上。
(本文獲授權轉載自財訊雙週刊)