氫能是淨零碳排的瑞士刀或是愚蠢的技術?

張國鑫
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2023年第28屆聯合國氣候峰會(COP28)的會議宣言「認可綠氫和低碳排氫能及其衍生物,在以人為本的淨零碳排能源轉型過程中,對滿足全球能源需求及工業脱碳將扮演不可或缺的角色」。配合達到2050年淨零碳排目標,政府也於2023年宣布投入46.15億元加速氫能發展以期達到2050年氫能發電占比9~12%的目標。然而有人批評台灣的氫能政策是畫虎類犬,加上特斯拉執行長馬斯克曾説「氫能是愚蠢的技術」,讓國人對台灣是否應該發展氫能存疑,而投入氫能發展真的是一個錯誤的政策嗎?

圖片來源:達志影像/美聯社

氫在自然界很少單獨存在,要產氫幾乎要靠人工製造;目前的作法主要是從碳氫化合物(如天然氣)中裂解出來或由電解水產生,反對發展氫能的人認為前者未解決不使用化石燃料的問題,後者則是耗能又價格昂貴,在能源使用的效率上是負的,所以發展氫能是一件蠢事。

對氫能的批評都有化解之道

沒錯,裂解碳氫化合物(天然氣)產氫還是需要化石燃料,但是只要過程中不會產生空污,而且二氧化碳排放可以降低、甚至完全補捉,還是可以達到減少碳排放的目的,何況這只是產氫的方法之一。至於用再生能源電解水來產生綠氫的方式目前是成本高,但是如果所用的再生能源是過剩的,則成本就大幅降低。以電解水產綠氫的主要成本是再生能源電力(50-55%)和電解槽(Electrolyzer, 30-35%),電解槽的成本會隨著技術成熟而下降,當再生能源發電量充足、電解槽的成本降低,利用再生能源電解水產綠氫的方式將可成為主要的產氫方式。

另一個對氫能的批評是氫的儲存和運輸不易。氫氣如以氣體方式運送,則因其密度低,所以運輸效率差。例如原先100公斤的氫氣瓶只能裝載1-2公斤的氫氣,但隨著氫氣瓶材料的改善,現在100公斤的氫氣瓶已經可以裝載到4.5-7公斤的氫氣。氫氣若要長距離運輸,可以以液態方式儲存,液化氫氣的密度可以達到常溫氫氣的780倍。氫氣液化的過程是需要耗費大量的能源,但日本已經建立具有商業規模的氫氣液化系統,並於2022年4月利用全球第一艘液態氫氣運輸船從墨爾本運液化氫到神戶。

對發展氫能存疑的另一個理由是日本很早投入氫能,但是發展有限。日本發展氫能頗俱前瞻性,但礙於新興產業成本較高,而且加氫站不足,加上日本再生能源的自產量不大,產綠氫的量能也受到限制,所以到目前為止發展不如預期。但是因為日本投入的早,當氫能受到重視時,他們已經比其他國家有更好的基礎,同時日本以向澳洲進口來解決氫來源的問題,可預期其氫能產業將快速發展。

發展氫能是時勢所趨,不該悖逆

反對台灣發展氫能的另一個説帖是台灣是資源有限的中小型經濟體,不宜投入太多未來技術,並以政府當年錯誤押寶WIMAX為例告誡不可投入氫能發展,這種引喻更是莫名其妙!當年現有的行動電話網是3G,政府不管是選擇4G兩個競爭技術中的WIMAX或LTE都是投入未來技術,只是政府全力押寶WIMAX是與世界大部分國家相違的!如果以當年錯誤投入WIMAX為鑑,當國際很多國家全力投入氫能時,台灣更是不能置身於度外,否則就重蹈當年錯誤押寶WIMAX的覆轍!

氫因其極輕的特性又多存在於碳水化合物中,不管是生產、儲存、運輸都有技術、成本上的挑戰,但是因其燃燒不排放二氧化碳,是淨零碳排不可或缺的選項,不管是工業製程、運輸(陸、海、空)、電力都有其重要的角色。當國際社會投入大量的資源於氫能發展上,技術和成本問題終將獲得解決,更何況很多氫能技術已漸漸成熟。相較於其他國家,台灣不管是在資源投入或發展策略上都是比較落後的,此時政府有心投入資源急起直追,國人應該正面看待!

微軟的創辦人比爾蓋茲於2022年時曾稱綠氫是去碳的瑞士刀,而特斯拉的執行長馬斯克則説氫能是愚蠢的技術。由於電動車的普及化,加上加氫站的不足和現有氫能車的成本還是比較高,在個人汽車方面,現在電動車明顯比氫能車佔上風。但卡車、飛機、輪船等其他交通工具如果要達到淨零碳排,氫燃料電池因其效率高、重量輕,是比化學電池佔優勢的!氫能對難以減碳排(hard-to-abate)的重工業如水泥、鋼鐵業要達到淨零碳排也扮演很重要的角色,因此比爾蓋茲説綠氫是去碳的瑞士刀恰如其分!

此文章與信傳媒同步刊登

作者為前星元電力股份有限公司董事長

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