专家传真－发展氢能经济 储氢技术是关键

作为21世纪最具发展潜力的二次能源，氢能应用范围逐渐扩大，对能源转型至关重要。图／photo-ac

国际减碳趋势兴起，氢被视为达成净零目标的重要一步，根据IEA 2023报告预测，2030年前氢气使用量每年增长6％，且将超过150公吨，因此各国积极布局氢能发展，日本、德国等国家均已公布氢能发展国家策略，并启动多项大型示范验证计划，台湾于2022年公布净零排放路径中，氢能列属重点规划项目。

作为21世纪最具发展潜力的二次能源，氢能应用范围逐渐扩大，对能源转型至关重要，在陆海空交通工具的应用、加氢站取代加油站、氢燃料电池等皆具发展商机，不过氢气为气态燃料，须以高压储氢瓶盛载，才能安全地储存与输送，氢气的储存及运输较复杂，如何安全的运用在各式新兴应用上，储氢技术就是关键。

■现行四种储氢方式，以压缩氢气、液态氢较成熟

当氢能走向实务运用，也同步推升了储氢瓶技术往轻量化、高压力、高储氢密度、长寿命的趋势发展。运储成为国际氢供应链重要关键，既有体系皆以短程为主，储氢市场正面对新型技术与材料的重要考验。现阶段氢的储存方式可分为压缩氢气、液态氢、储氢合金（金属氢化物）、奈米碳管储氢等四种，其中压缩氢气、液态氢为目前较成熟的技术；储氢合金技术已进入示范阶段，相关研发活动仍持续进行中；奈米碳管储氢则在发展初期，离商用化阶段仍有距离。就观察，压缩氢气与液态氢使用上有所限制，且氢都需要经过加压才能储存并运送，尽管非常耗费能源，且储存容器保养成本高昂，但因为技术成熟，短期内仍将是主流。

长远看来，储氢合金与奈米材料则皆为优秀且较安全的储氢材料，虽然目前技术成熟度与可储存的氢气密度尚低，但会是长期研发的可能方向。相较于传统金属储氢瓶，高分子复合材料储氢瓶可在保持相同耐压等级的同时，大幅减轻高压储氢瓶的重量与体积、提高氢储存容量比和存储效率，降低长途运输过程中的能耗成本。复合材料气瓶具有品质轻、高强度、高模数和可设计性强等特点，被广泛应用于航空航太、建筑、汽车、火箭等重要领域。

■净零碳排趋势下，减排储运技术受重视

以工研院为例，开发具高储氢密度、轻量化、高安全性、可避免氢脆特性的载具用储氢气瓶，相较传统钢瓶可轻量化减重70％以上，设计耐压达2倍以上。此外，碳纤复材储氢气瓶的复合材料具耐蚀特性，非常适合台湾海岛高盐分环境，载具用储氢气瓶能应用至未来氢能交通工具，为台湾氢能发展增添动能。根据工研院氢能规划蓝图，2050年台湾氢气需求量将达每年435万吨，工研院载具用储氢气瓶预估可节约国内每年127.6万吨的储运碳排，减少72.8％运输碳排，以欧盟碳权价格每吨94欧元计算，减碳效益超过每年40亿新台币。

随氢能应用范围扩大，储氢技术发展也将持续推进，为实现氢能经济提供更坚实的基础，储氢技术发展将为未来能源运输及应用提供更加高效且环保的解决方案，迈向永续未来。