打造淨零時代競爭力／氫能創新平台 打造氫應用產業鏈

氢丰绿能所开发的国产燃料电池金属板电池组，相比业界常见的石墨双极板燃料电池，更轻薄、更具成本竞争力。

【撰文／林玉圆】

后化石燃料时代，氢应用被视为搭配再生能源，迈向净零的重要角色。全球许多国家积极发展氢应用，在新能源时代不落人后；工研院连结产官研与国际伙伴制定「台湾2050氢应用发展技术蓝图」，从发电、工业、载具三大应用着手，协助产业减碳，并厚植技术竞争力。

工业革命以来，化石燃料支撑了全球的经济发展，廉价便利的能源带来生活富裕和产业繁荣，代价却是气候危机与环境浩劫。为了挽救人类文明，全球兴起一波波净零减碳浪潮，其中洁净能源的开发，成了重中之重。

除了风力、太阳能等再生能源外，氢也是被寄予厚望的洁净能源，是取代化石燃料的重要选项之一。主要原因包括：氢气可透过电化学反应产电，且产物是水，对环境友善；二是低碳排，从产制来源来看，如果是再生能源产制的绿氢，碳排较石化燃料大幅降低；三是可支援再生能源发展：相较再生能源靠天吃饭的间歇特质，运用多余再生能源产制氢气，并依电力需求使用，是补足电网负载的最佳救援。

氢应用发展　机会与挑战并存

虽然氢气作为燃料具有上述优点，但也不免有其限制。第一个挑战是产氢技术；目前最常见也最成熟的氢气产制，是透过天然气重组（灰氢），但这种方式也会产生二氧化碳，必须同步进行碳捕捉及封存（CCS），否则仍会增加碳排放量，对于达成净零没有帮助。

第二是成本过高。目前全球努力发展「绿氢」，即利用再生能源电力，将水电解为氢气和氧气，制程虽不会产生二氧化碳，但是高效率电解技术尚未成熟，加上再生能源电力成本因素，如何提高技术效率，降低绿氢生产成本仍为电解技术发展主要课题。此外，绿氢产量受再生能源供应限制，也是瓶颈之一。

第三是相关基础建设，自工业革命以来的300年，围绕化石燃料所建立起来的基础建设，包括炼油厂、加油据点、工厂的机器设备及锅炉等，形成庞大的既有系统；在未来的新能源时代，必须全盘规划，例如液氢运输船、液氢接收站、加氢站、输氢管线及储氢设施等，是相当大的改变。

针对氢应用发展遭遇的挑战，产业仍乐观看待，认为能够靠技术和商业模式来解决，预期未来10年至15年可逐步成熟，让氢气成为后化石燃料时代的可靠选项，不止拯救环境，也带来全新就业机会与商机。

各国竞逐氢应用商机　挟优势各擅胜场

工研院绿能与环境研究所副所长万皓鹏分析，近年积极投入氢应用发展者不外4类国家，一是力求转型的能源大国，如澳洲、加拿大、中东等，希望将氢气发展为外销产品；二是内需市场庞大且资源丰沛，需要洁净能源来自产自用，例如美国、中国及英国；三是地理枢纽国，利用氢贸易来增加商机，例如新加坡与澳洲合作建立氢气贸易港；荷兰利用其北海风场，规划在北海枢纽位置发展氢跨国贸易。四是天然资源有限，但产业力强大，可发展氢应用技术方案对外输出，例如日本、韩国等。

台湾氢应用发展历程，10多年前即投入燃料电池技术发展及应用验证，已建立产业雏形。近年在净零排放的世界大势下，经济部于2021年成立氢能推动小组、2022年国发会公布「台湾2050净零排放路径」，将氢能列入12项关键战略，工研院随即于同年6月公布「台湾2050氢应用发展技术蓝图」，是台湾第一个针对氢应用的整体规划，并于2023年12月推出2.0的更新版本。

台湾氢应用蓝图　减碳是主要目标

「台湾2050氢应用发展技术蓝图」是以减碳为主、产业发展为辅，推动三大氢应用领域：发电低碳化、工业低碳化及运输低碳化。同时建议在北中南规划氢应用的特色园区，北部可搭配既有电厂位址，设置氢／氨发电园区、中部配合离岸风力设置低碳氢生产及储能设施，南部评估建立液氢接收站可行性，并在港口周边推动碳中和港口及低碳氢应用。

从产业优势来看，国内目前在燃料电池的零组件研发生产，已达国际级水准，其周边的电控系统、热交换器及组件整合、高温电极材料等，发展成熟，不少台厂跻身世界级大厂的供应商。

独步氢燃料电池技术　氢丰绿能串起氢产业链

为提前布局氢应用商机，工研院于2023年衍生成立第一家氢应用新创公司「氢丰绿能」，以氢燃料电池金属板电池技术及余氢发电相关技术，投入洁净能源发电及工业余氢再利用等应用。

氢丰绿能在氢燃料电池领域的关键核心能量聚焦于两大技术，第一是借力台湾金属加工产业，所开发出的国产燃料电池金属板电池组。以高导电、高抗蚀的覆碳镀层技术，透过智慧产线制造组装，制成瓩级金属板燃料电池组。与目前业界常见的石墨双极板燃料电池相比，更轻薄、更具成本竞争力，可望降低燃料电池价格、增加国际竞争优势。

氢丰的第二项关键技术，就是领先全球的混氢燃料电池系统，即便是纯度不高的混氢，也能搭配空气产生电力及同时产生热水。一般半导体、石化业在制造过程中，本来就会产生工业副产「氢」，过去氢燃料电池对于氢气纯度要求非常高，这些工业副产氢无法做额外运用，只能再加天然气燃烧，不仅浪费了氢气，更徒增大量碳排。氢丰绿能的技术让副产氢可妥善运用，加上轻量化设计，更适合交通载具。

氢丰绿能未来还将与车王电子、大同公司及光宇应材等指标性业者合作，投入电力系统整合与电力并网，整合资源及推动示范验证，串起国内氢产业链，减少工业碳排、回收废氢、供给分散式电力，助我国加速达成净零目标。