2019年日本豐田汽車（Toyota）在東京展示氫能汽車模型。Unsplash by Darren Halstead
石化能源的廣泛使用，造成全球暖化危機。沒有碳排的氫能，被喻為本世紀拯救地球氣候的救星。氫能有什麼應用？台電與中油台灣兩大能源機構，又有哪些部署？
2022年3月，國發會公布「台灣2050淨零排放路徑」，規劃氫能在2050年的發電占比為9％～12％，與當前台灣核能發電量10.8％的比例相當，足以見得，氫能在未來能源中將扮演重要角色。氫能時代，即將來臨。
台灣並非特例，放眼全球各國，已有31個國家與地區發表氫能戰略藍圖。其中，美、德、法、英、日、韓等16國，更已制定國家氫能發展計畫，各國的投資金額已超過5000億美元。
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看不到摸不到，卻是重要關鍵
這個看不見、聞不到、無色無味的氫，到底有多重要？除了取代石化能源外，還有什麼重要性？為何被視為淨零碳排的終極解方？一般人對他的認識，恐怕只是化學元素表中排行第一的元素。
國際能源總署IEA報告指出，氫能是最有機會實現巴黎協議的替代能源，可望將全球均溫升幅控制在2℃之內（對比工業革命之前的溫度水準）。
由於氫氣的使用過程，不會產生溫室氣體和其他汙染物質，燃燒後只會產生水，不會排放二氧化碳，被視為取代傳統化石燃料，成為無汙染的發電或運輸燃料。換句話說，等於扮演終極潔淨燃料的角色。
IEA也指出，全球若要實現淨零碳排，2050年氫能應占整體能源組合的13％，每年相關投資額須達到4700億美元以上，氫能的發展不但有助於環保，還能帶動周邊發展，打造新能源的產業供應鏈。
2050淨零氫能應用，需克服兩大挑戰
2022年3月，國發會發布的淨零路徑，指出2050年的台灣發電結構，主要有六到七成是再生能源、約兩成的火力發電，需搭配CCUS（碳捕捉利用與封存技術），和約一成的氫能。也就是說，氫能已是明確發展項目。
在此淨零路徑藍圖下，工研院隨後在2022年6月，發表「台灣2050氫應用發展技術藍圖」，拉出「發電」「工業」「交通運輸載具」三大氫能應用領域，成為我國氫能發展的具體方向。
工研院預測，屆時氫能需求量為435萬噸，其中發電占了241萬噸；化工、煉油及鋼鐵等工業需求176萬噸；交通運輸載具需求有18萬噸。
工研院綠能與環境研究所副所長萬皓鵬認為，「要達到氫能應用的目標，有可能，也可行，但中間有很多挑戰，2／3的技術還在研發中。」像是CCUS成本高、封存場址待開發等。
目前看來「供給來源」與「成本太高」，是最大的挑戰。
台灣氫氣有75％必須從國外進口，其餘才是自產。此外，成熟製氫的電解效率只有60％，離目標80％還有一段距離，也拉高了綠氫的整體成本。
應用1、氫能車〉全台首輛自製氫能巴士今年上路
2022年4月，工業電腦大廠研華率先宣布，與彩碤新能源攜手，打造全台首輛自製氫能巴士，預計2023年就會正式推出，屆時將成為我國氫能在運具上應用的首件案例。
相較於當前發展火熱的電動車，氫能車因沒有電池重量，比電動車輕，行駛距離可望可以更長。
另外，「加氣」的優勢是速度快，就像是在加油一樣，只要幾分鐘就可以完成，但電動車充電即使是快充，也要幾個小時才能完成。
國際上對氫能車的應用，初期設定在公車、垃圾車等公共服務項目上，做為先行示範，逐步建立商業模式，並希望達到經濟規模。
以發展比較早的日本為例，2017年，豐田（Toyota）氫能公車就上路，至今已有166座加氫站，提供氫能公車及氫能汽車加氣，數量及普及率持續提升中。
應用2、氫能發電〉台電主導，2025年達成混氫5％發電
在台灣，氫能發電由台電主導，規劃將以混燒或專燒氫氣的燃氣發電，要逐步取代燃燒化石燃料的發電機組。
目前，台灣已與西門子能源公司簽訂燃氣混氫技術合作，氫能的發展與國際同步。 選定興達電廠的燃氣機組來推動，「混氫示範計畫」，由西門子原廠將一部氣渦輪機組升級改造，導入低碳氫氣混燒功能，預計在2025年，達成混氫5％的發電。
台電綜合研究所資深研究專員楊明偉博士表示，氫與天然氣同為氣體，可以做不同比例的混燒，由於氫沒有碳分子，混燒後即可降低碳排。
位於樹林的台電綜合研究所，近期安裝一台65kW的小型混氫微型氣渦輪機組，進行混氫發電，同步進行相關測試。楊明偉表示，這樣小型的機組，適合做為社區型的區域發電應用。
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應用3、加氫站〉中油轉型，力拚成為氫能供應商
中油董事長李順欽表示，中油有一個氫能示範先行的計畫，已選定南部縣市，在2023年建置國內第一座示範加氫站，由台灣三大氣體公司提供「灰氫」，再為氫能車加氫。
進入第二階段時，中油以逐步提升氫氣供應能力及建立商業模式為目標，找出使用氫能燃料的客戶，如公車、垃圾車營運公司等。
此外，考量氫氣跨國運輸技術仍未成熟，加上國內再生能源供給有限情形下，中油將透過CCUS技術，生產與供應低碳排放的「藍氫」燃料。
隨著國內氫能需求增加，國際氫能供應無虞時，就能進入第三階段，參照日、韓等國投入液態氫接收站的可行性評估及建置作業，這個階段可從再生能源豐沛的國家進口「綠氫」。
李順欽比喻，就像是目前液化天然氣（LNG）一樣，由國外進口，在港口卸載後，存放在儲氣槽。
不過，全球氫能供應鏈的技術還在開發中，氫能必須「液化」後才能運送，而達到液化的條件是零下253°C，條件非常嚴苛，會是一大挑戰。
李順欽表示，面對能源轉型，中油必須做到「不被淘汰」且能善用目前的基礎設施，例如將加油站轉型成加氫站。
英國媒體《經濟學人》盤點2023趨勢，指出雖然近來各國為了穩定能源供應，而回頭使用石化，但再生能源仍是中長期趨勢，其中，氫能可望扮演要角。
2022年底，美國宣布「核融合」技術有重大突破，距離打造「人工太陽」的潔淨能源又更進一步；而用來進行核融合的主要元素，就是氫。
再生能源的世界舞台上，鎂光燈已投向可望成為下一個能源風潮的氫能。台灣如何部署氫能發展、接軌國際，不僅是商業議題，也將是國安層級的淨零挑戰。