產用氫能追求慎始善終

图二 : 易捷航空和劳斯莱斯集团成功测试氢动力飞机发动机(source:Rolls-Royce)

[作者 陈念舜]

为了加速迎接在2050年净零碳排的终极目标,「氢」已俨然成终极洁净能源之一。既可直接导入终端,协助工业、运输载具脱碳;同时推进发电及碳捕捉技术发展,于起始端产出灰、绿、蓝氢,并通过液/固态等载体储存输送,以逐步完整实现氢经济。

由于「氢(H2)」本身既不含碳,加上燃烧时热值高,能源转换效率也不差,常被视为「终极洁净能源」,早在1970年的能源危机便诞生出「氢经济(Hydrogen Economy)」一词,最后却因成本居高不下而失利。如今则受惠于国际净零碳排浪潮、俄乌战火之后,确实加速催生了许多既有或创新的氢能计划,甚至弭平了灰氢与绿氢之间存在已久的价差。对比战前灰氢的成本约落于1~2美元/kg,预计绿氢最快可在2030年跌破每公斤2美元,在再生能源丰沛的地区,甚至可能降至1美元/kg。

依国际能源署(IEA)预估到了2050年,氢能将占全球能源使用比重的13%,全球氢供应量将上看每年5.3亿吨,对照2020年仅8,700万吨的成长潜力巨大;预估未来10年,全球氢能源投资将超过3,000亿美元,不仅是地球永续的关键,更关乎各国与产业竞争力。

截至2023年9月,全球已有42国及地区发布国家等级氢能策略,台湾也在2021年宣布将氢能列为2050年净零碳排路径图的12项战略之一,并陆续发布相关法规与不同洁净程度的认定标准,分别导入发电、运输、工业等场域,被看好可普及应用于新能源车的低碳动力来源,以及钢铁及石化、电力工业的低碳燃料和原料。

图一 : Alice可搭载1-2名飞行员及9名乘客(source:Eviation Aircraft)

迎接氢能新经济 工研院推发展蓝图

为协助产业迎接即将到来的「氢能新经济」,工研院2022年也发表「2050氢应用发展技术蓝图」,涵盖台湾在未来30年于氢气供应、发电应用、工业应用、载具应用,及法规标准、基础设施等氢应用发展等面向。

建议可在台湾西岸分别设立北、中、南三大主要氢应用园区,包括:利用北部既有电厂改以专烧氢、氨气发电;中部配合离岸风电,规划生产绿氢与储能,以及南部既有石化钢铁聚落投入蓝/蓝绿氢应用,规划重工业减碳园区。

在低碳发电方面,台湾将发展混烧与专烧氢氨气的燃气与燃煤发电,逐步取代以往燃烧化石燃料的发电机组,以降低电力碳排;在低碳工业领域,钢铁、石化产业可使用氢气治金、钢化联产及使用蓝绿氢以降低制程碳排,并将半导体制程产生的大量余氢回收、纯化再利用;低碳交通方面,则聚焦高载重、长途运输、高运转率的大客车与货车,将以氢燃料发电动力。另为配合氢氨供需情境,也将规画建设氢氨输储基础设施,包括接收站、储槽、管线、加氢站等,以完备低碳氢能应用。

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