寄予厚望的能源載體:氫能

2022-05-24

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現階段的再生能源種類不少,但仍沒有一種像石油那樣能夠取代其他能源的存在,讓世界各國傾自家科技致力發展的氫能,究竟在未來的綠能發展有著多重要的份量?

多重載體的功能

氫能技術是目前各國努力發展的目標之一,尤其使用在電池技術上。做為燃料電池的一種,氫電池利用氫氣經過化學反應後產生能量,氫能因其發電後的副作用僅有水、且可整合進儲能系統等特性,除了不會產生廢氣汙染環境外,也能儲存能量,此特性也讓各個國家加大對於氫能的研究力道,為的是日後能取代現有的石油經濟體系及解決眾多再生能源占比不足的問題。

 

根據國際能源總署(IEA)2021年發布的「2050年淨零碳排報告」指出,全球若要實現淨零碳排,2050年氫能需佔整體能源組合的比例達13%,每年相關投資額至少4700億美元以上。 IEA亦預估,從現在起至2050年將是全球氫能產業發展的關鍵階段,2050年全球氫氣需求量預估5.3億噸,成為下一世代的重要能源。但目前的氫能設備成本高昂,需要大量轉化使用及產製才能降低前期設置成本,該如何過渡到氫能時期已是重要課題。

 

全球積極發展氫能,包含日、德、韓及歐盟等11個國家或組織均已公布國家氫能發展策略,傳統化石燃料出口國澳洲,也積極發展化石燃料結合碳封存產氫、再生能源產氫等,期待轉型為綠氫出口國。

 

未來的應用技術

台灣對於氫能發展也開始跟上腳步,工研院依據台灣產業碳排結構指出,氫能發展策略可依循三個應用面向。


工業

除了積極推動工業製程低碳化,也與產業進行合作研究。台灣氫料來源主為工業副產氫,工研院目前已與國內半導體大廠簽約合作,將半導體製程原先無法利用的副產氫轉換成電力,免去廢氣使用化石燃料處理外,更可額外每年提供廠區數億度的潔淨電力,減少碳排也同時符合經濟效益。


發電

利用工業餘氫進行發電或鈍化回收,積極發展氫/氨燃燒技術、氫合成原料製程取代石化原料減少碳排,並藉由導入集中式氫能源發電、高效燃料電池等技術,開發高效低成本的鈍化技術及氫燃料電池系統,可針對不同產業包含半導體、石化、造紙與鋼鐵工業餘氫進行回收與發電,打造零碳電力,降低產業碳排放。


運輸載具

著重在氫能輸儲關鍵材料開發,建立氫輸儲國產化基礎,並開發高效電解技術減少再生能源產氣成本,以利後段利用並帶動產業經濟發展。工研院研發的濾氫薄膜,利用低成本陶瓷金屬取代昂貴鈀金屬,具有成本優勢;透過篩分隔離與質傳過濾雙技術,能將製程產生的七成餘氫頓化回收再利用,達到循環經濟。

 


除了氫能相關應用發展外,也須逐步建立基礎設施與相關法規,台灣也開始研擬推動氫能管理專法並成立氫能推動小組,規劃氫能運送、產銷經營許可,及設施安全要求、無碳認證等。

 

再生能源的發展已鳴槍開跑,如何快速應對及研擬發展並達成2050淨零碳排目標,是各國在這場競賽中刻不容緩的事情,在各國品牌要求上下游產業鏈也必須做到碳中和的條件下,與全球貿易密不可分的台灣,也無法置身事外,產學研要通力合作,才能在這條再生能源的發展賽中取得一席之地。



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內文資料來源:

維基百科-氫經濟

節能減碳 氫能科技挑梁



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