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為達到淨零排放目標,各國短期內大多將減碳的重擔,放在低碳排放量的再生能源開發與應用上,這對於國土面積大、天然資源豐富國家具有相當優勢,但對於人口密集、土地有限且缺乏資源的台灣,因工業化密集發展,致綠電及減碳之發展受到限制。因此,對環境友善的氫氣的應用,被各國視為未來中長期重要發展策略,我國也將氫能列為十二項淨零排放關鍵戰略之一。本文從技術面分析氫能生態、氫氣來源、運輸及儲存機制,最後介紹目前各國在氫能應用,以供產業淨零排放布局規劃參考。
文:王孟傑
淨零排放可說是近年國際間最重要的產業關鍵字之一。在國際社會的道德、環保壓力下,已有136個國家或地區宣示或規劃淨零排放目標與時程,其涵蓋了全球91%的GDP與83%的碳排放量。
為達到此目標,再生能源的開發、能源效率的提升、電動車的推廣及氫氣等替代燃料的運用,都是可能的發展方向。可預期未來在淨零排放的體系中,會以電力、氫氣、二氧化碳三種不同的資源互相轉換支援下,構成新的能源供應體系:再生能源電力極大化提供充足的零碳電力,是淨零永續的起始動力;氫氣運用體系的建立,除了支援再生能源的調度外,也可在難以電氣化的環境下進行減碳;而二氧化碳的捕獲、封存、再利用的循環體系,可疏緩短期內減碳技術不成熟的現況,使火力電廠、化石燃料難以退場的情況下仍可執行減碳,並對於綠電、氫氣的運用盡可能的無痛轉型。
目前各國短期內會將減碳的重擔,投入在低碳排放量的再生能源的開發與應用,這對於國土面積大、或天然資源豐富國家具有相當大的優勢,但對於台灣、日本、韓國、新加坡等人口密集、土地有限且缺乏資源之國家,因過去工業化密集發展,使得綠電及減碳之發展受到限制。因此低碳化燃料之應用與貿易成為小國減碳之未來重要手段。
因此,氫氣的應用已被各國視為未來中長期的重要發展策略,我國也將氫能列為十二項淨零排放關鍵戰略之一,期望該技術能在再生能源發展逐漸飽和後,接續成為新的減碳主力。
氫氣/氫能生態系發展牽涉範疇
氫氣/氫能之牽涉體系,基本上是在天然氣供應鏈體系的基礎上,再整合再生能源、各式新興及乾淨產業及用途,簡單可歸納為三大部分:
一、氫氣供應及生產:氫氣在2050年前有機會成為天然氣以外的新燃料選項,因此氫氣的生產方法與來源是體系中目前最被重視的環節。為使氫氣的運用可達到減碳效果,目前較著重於藍氫(化石燃料生產搭配碳捕捉)、綠氫(再生能源生產)之產出。
二、氫儲存/運送:由於氫氣體積龐大,運送困難,加上液化條件低達-253℃,因此如何轉換成可低成本運送之「載體」(carrier)選擇為現今重大課題;此外無論是氫氣或其載體,其儲存方式也在朝大量化、低成本化逐步發展中。
三、氫應用:綠色氫氣除了可運用在既有工業製程外,在煉鋼、大型車輛及發電等用途有一定的潛力。穩定的應用場域可促進綠色氫氣生產之規模化,進而降低綠氫成本,使得氫氣應用更加擴大且廣泛。
(詳全文 請見工總產業雜誌111年11月號)
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