氫能是什麼？氫氣是能夠取代替化石燃料的潔淨能源嗎？

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氫能是什麼？氫氣是能夠取代替化石燃料的潔淨能源嗎？

氫能

氫能是什麼？綠氫、藍氫、灰氫有何差別？

全球首次成功測試以氫氣驅動現代飛機發動機

2022年9月底，以色列新創Eviation成功試飛旗下打造的全電動飛機Alice。相隔數月，勞斯萊斯集團和易捷航空利用蘇格蘭奧克尼群島的潮汐和風力發電所產生的「綠氫」作為驅動能源，成功運行飛機發動機。這也是全球首次成功測試以氫氣驅動現代飛機發動機。

氫能是什麼？

由於氫的分子結構中不含碳，因此在未來低碳、零碳的趨勢下成為關鍵。早在1970年代美國德州農工大學教授博克里斯（John Bockris）就曾提出「氫經濟」（Hydrogen Economy）的概念。

因應2050淨零趨勢下，氫能近來也成為備受矚目的綠色能源。未來可望透過氫能等潔淨能源代替石化燃料。氫能主要可透過電解水、蒸氣法等方式產生，再當作發電燃料使用。

氫氣不僅可以發電，運用合成氣體、燃料或是產製工業原料，也能成為運輸工具的動力來源，如同勞斯萊斯集團和易捷航空以綠氫作為飛機發動機的驅動能源。

在12月初，國科會表示，預計在112年度將投入119億元於五大淨零科技領域。其中，包含推動氫能發電、自然碳匯、碳捕捉利用及封存等。

國科會主委吳政忠強調，「氫能是邁向2050零碳排的重要技術。」他表示，目前歐洲也將氫能視為重要的工具。

此外，中央研究院於11月底發布「台灣淨零科技研發政策建議書」，從科技研發的角度提供台灣邁向2050淨零排放的研發路徑建議。其中一項政策就提到，以「去碳燃氫」創造「準綠電」。

透過去碳燃氫技術將甲烷裂解為氫及固態碳，所產生的氫氣可直接用於發電，成為低碳（甚至零碳）基載電力，所產生的固態碳能作為工業原料、建材或備用能源，進一步降低天然氣發電之排碳量。

綠氫、藍氫、灰氫，有什麼差別？

氫氣本身是沒有顏色的透明氣體，但可以依照製程的不同，分成不同顏色。包含，綠氫（green hydrogen）、灰氫（gray hydrogen）與藍氫（blue hydrogen），這也使得排碳量有所差異。

綠氫製程過程中幾乎零碳

「綠氫」是透過再生能源電力來電解製造而成。在製程過程中幾乎零碳，但成本也較高。

2021年，國際再生能源署（IRENA）發布《能源轉型的地緣政治—氫氣部分》報告（Geopolitics of the Energy Transformation: The Hydrogen Factor）指出，「綠氫將是改變未來地緣政治局勢的明日之星。」

灰氫成本較低，但碳排高出許多

「灰氫」代表透過化石燃料所產生的氫氣，這也是目前較常見使用氫氣的種類。相對於綠氫，灰氫的成本較低，但碳排高出許多。

藍

利用碳捕捉技術將製作氫氣中所排放的二氧化碳回收並封存的氫氣，就會被歸類在「藍氫」。

聯華林德預計2023年引進氫能卡車，在台南設立台灣第一座示範加氫站

台灣最大工業氣體製造商聯華林德引入氫能源技術

台灣目標在 2050 年達到淨零碳排放，響應政府政策，台灣最大工業氣體製造商聯華林德預計將引入氫能源技術，在台南樹谷工業區設立首座示範加氫站，並預計將於 2023 年引進氫能卡車，實現零碳排承諾。

關於聯華林德

聯華林德是聯華實業公司和林德集團共同成立的合資公司，也是台灣最大的工業氣體製造商。透過與林德集團的密切合作， 聯華林德能夠提供各產業所必需之工業用氣體。

柴油是目前台灣重型車輛的主要燃料，佔總碳排量約 12% 至 15%，針對台灣淨零碳排政策，聯華林德將引入採用氫燃料電池的重型運輸車輛，2022 年二月下旬已和全球氫氣燃料電池商用車的領先供應商 Hyzon Motors 簽下合作備忘錄，為台灣市場開發氫燃料電池商用車，首批氫能卡車預計於 2023 年抵台。

因應氫能源車即將在台灣上路，聯華林德同步宣布將攜手其合資夥伴林德集團的氫能源技術，在台南樹谷設置第一座示範加氫站，提供壓力 350~700bar 車輛灌充用氫氣，並提供政府及相關單位測試。為提供高效且安全的加氫技術，聯華林德從生產、規畫設計、建造到維護整併成為一條龍服務模式，啟用後將成為台灣高性能的加氫服務典範，預計於 2023 年中完成安裝並運行。

由於現今臺灣的發電能源結構，水電解製氫法無法真正減碳，因此聯華林德的減碳策略以全力發展更高效率、更環保的氫氣製程，使用「碳捕捉、再利用及儲存（Carbon Capture、Utilitization and Storage，CCUS）技術，捕捉高達 70% 以上的二氧化碳，經過壓縮冷凝處理，加以儲存，真正落實減碳。

林德集團為全球最大工業氣體集團，於全球佈建了逾 200 座加氫站、80 座低碳氫電解廠，在加氫站效率、可靠性和安全性各方面獨步全球，未來引進設置的加氫站將提供不同容量、壓力需求的配置系列，支持氣體或液體不同的供應模式，適應各種氫燃料電池車輛的能源需求。

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5分鐘餵飽氫燃料電動車！　Hyperion加氫站成氫燃動能新曙光

加州新創公司Hyperion Motors稍早前推出XP-1氫動能超跑，其乖張的空力設計加上採用NASA氫燃料電池科技所具備的2000hp驚人動力，連汽車網紅Supercar Blondie大感驚豔！日前Hyperion Motors打鐵趁熱，接續發表Hyper:Fuel加氫站，號稱短短5分鐘內即可為FCEV充飽所須燃料，比起當前電動車高效的充電系統，在不20分鐘以內時間可將電池充至80%顯然要強許多。

這套Hyper:Fuel加氫站可以透過電解水在現場生產氫氣，得益於站體上方的太陽能電池板瓦片，讓這個前衛感十足的車站還可從太陽收集電力並產生綠色氫氣，可說是完全環保永續的綠能供電站。此外，屋頂太陽能電池板還有另一個好處：它們不僅可在停電時為充電站供電，而且Hyper:Fuel站在餵食FCEV以外，還可為純電動車充電，因此，無論是Toyota Mirai還是Tesla Model 3車主都歡迎前來光顧。

特別的是，Hyper:Fuel移動式站體設計還可以隨處部署，幫助加氫站快速落地建置並啟用。相較於現行加氫站的工期復雜，導致加氫站數量十分稀少（根據替代燃料數據中心資料：美國僅54個氫燃料站），Hyper:Fuel的機動性與效能顯然優異許多！不僅如此，官方宣稱Hyper: Fuel可亦在緊急情況時為電網提供備用電源，可謂複合式多功能源站。

放眼當前車市，純電池電動車可謂佔據主流市場，讓其他替代能源相形失色，不過許多人認為純淨的氫燃動能依舊大有可為，並且正在取得進展，包括豐田等大咖仍持續在氫能領域努力著，而透過Hyperion加氫站的高效與彈性機動特性，更讓人看見氫燃動能未來新曙光！

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終極的潔淨能源就是它！全球氫能熱，中油、台電帶頭衝

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。

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。

氫氣使用過程，不會產生溫室氣體和其他汙染物質

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。

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。

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去碳燃氫技術：為淨零的未來撐出改變的機會！

研之有物編輯團隊

把天然氣轉變成氫氣

氣候變遷是全球議題，為了降低碳排放，發展低碳電力相當重要。臺灣目前主要使用天然氣發電，雖然排碳量較燃煤發電低，仍屬高碳排的發電方式，若未來要達到 2050 淨零排放，勢必要開發更多的低碳電力。中央研究院「研之有物」專訪院內物理研究所陳洋元研究員，他與團隊應用天然氣催化裂解的理論，突破各種技術限制，打造出「去碳燃氫」（methane pyrolysis）裝置，使得燃氣發電可以更進一步減少碳排放，目前成果已接近歐盟需求，並預計陸續擴大運用至商用發電機組。

因人類工業活動排放的二氧化碳而導致的氣候變遷問題，已是當代人類亟欲解決的難題。近幾年，國際組織與科學機構也不斷地強調減少碳排放的必要，以及調整減碳標準。2014 年聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的綜合評估報告指出，人類應在 2100 年以前削減 90% 的碳排。

但到了 2018 年的全球暖化特別報告時，IPCC 則將標準加嚴，人類需在 2050 年時達到「淨零排放」，亦即「人為溫室氣體的排放量，扣除透過碳匯、碳捕等移除量後為零」。2021 年下半年，世界各大工業國也陸續提出在 2050 年前後達到該國淨零排放的政策目標和政策路徑。

在世界潮流的推動下，2021 年 4 月總統蔡英文在世界地球日的活動，宣示臺灣將努力在 2050 年達到淨零排放。同年中研院在廖俊智院長的主導下，啟動了「Alpha 去碳計畫」，院內物理所的陳洋元研究員與研究團隊也開始為臺灣的「去碳燃氫」技術建立基礎。

把天然氣變成氫氣，真的可能嗎？先來看看過去科學家怎麼做吧！

去碳燃氫：使天然氣邁向淨零

為能達到降低碳排的能源轉型，又需兼顧產業發展的用電需求，臺灣目前的能源規劃，預估在 2025 年時，再生能源發電量佔比約 15.2%，其餘則為 45% ～60% 的燃氣發電與 25% ～40% 的燃煤發電所組成，到 2050 年時，樂觀理想情境中再生能源發電量佔比可逾 60%，剩下則以燃氣發電為主。

儘管燃燒天然氣（甲烷）的理論排碳量，約只有燃燒煤炭的一半，但每燃燒 1 噸的甲烷，仍會產生 2.75 噸的二氧化碳排放，這與淨零排放的目標，仍有相當大的差異。因此，當代天然氣的運用，必須回應如何有效降低碳排放。

大抵來說，降低天然氣的碳排可以分成兩種不同方向的策略，其一是「碳捕捉、再利用與封存（carbon capture, utilisation and storage, CCUS）」，方式是將燃燒後的二氧化碳，捕捉下來再利用，如應用於綠藻養殖、水泥製造等，或是將二氧化碳壓縮後封存於耗竭油氣庫這種地質結構上的特殊封閉構造，或是封存於海底富含鹽水的地層構造。

然而碳捕存的技術與概念新穎且須有特定地質條件配合，要能達到具規模的運用仍有相當技術門檻需突破，且碳捕存在臺灣多年來也持續面臨政治及環保爭議，發展進度緩慢。

另一種策略方向，則是「燃料轉換」，將化石能源的天然氣，全部或部分替換為零碳的能源，例如利用微生物分解利用農業等方式生產的有機物質來產生「生質甲烷」（註1）作為燃料；利用大量的無碳電力，電解水後分解為氫氣和氧氣，再將氫氣做為燃料；或是再利用無碳電力將二氧化碳與氫氣合成為甲醇、甲烷、氨等「載氫劑（hydrogen carrier）」以利運送和利用。

其核心原理為，若能提供甲烷分子每莫耳 74 千焦耳的能量，就能把碳原子與氫原子的鍵結打斷，而關鍵在於如何提供能量以及如何提升使用能量的效率。

1999 年，M. Steinberg 發現當溫度夠高時，甲烷鍵結被打斷的效率隨之提升，而提出「甲烷熱裂解」（thermal decomposition of methane, TDM）技術，該技術是將甲烷處於高於 700°C 的高溫環境，使甲烷裂解為氫氣與固體的碳。固體碳可以穩定的儲存，不會增加大氣中的二氧化碳，也可以做為工業生產的原物料使用。

為進一步提升甲烷分解的效率與商業價值，近二十餘年來，許多針對 TDM 的研究，引入了各種催化劑，作為熱解甲烷的反應環境。目前常使用特定比例的惰性合金作為催化劑，將合金加熱成熔融態，當甲烷氣體通過液態合金時，即開始分為氫氣與固態碳。

加熱溫度越高、氣體通過的熔融合金管柱越長，則甲烷熱裂解的程度越高，例如以一公尺長的管柱環境，利用不參與反應的 1175°C 熔融錫金屬，則可轉化 78% 的甲烷；利用具催化性的熔融金屬如 27% Ni–73% Bi 合金，則可在 1065°C 達成 95% 之甲烷轉化。

理論與現實的差距

以裂解方式生產氫氣的技術，有可能會成為未來氫能發展最主流的方向，歐盟針對氫能發展的預估中，即認為到 2050 年時，歐盟所使用的氫能會有 55% 來自於甲烷裂解，有 30% 來自目前化工產業較成熟使用的天然氣重組，以及 15% 來自於水電解產氫。

因此，2021 年 3 月起，在廖俊智院長的主導下，中研院啟動了「Alpha 去碳計畫」，目的在發展熱催化、電漿裂解等各種技術方法，以達成去碳產氫的發電目標。物理所陳洋元研究員的團隊，也開始在院內建構甲烷熱裂解的裝置，試圖為我國建立起去碳燃氫的技術基礎。

然而，儘管催化性熔融金屬的理論可行，在實務運作上此方法卻有其瓶頸，陳洋元研究員的團隊發現，當裂解後產生的氫氣和碳從熔融金屬表面冒出時，熔融金屬的蒸氣會把碳包住而在金屬表面變成如岩漿般的黏稠流體，必須不斷暫停實驗把岩漿給撈出去，使得學理上雖可高效率地裂解甲烷，但仍難以放大規模至發電機機組或提供給發電業使用。

體認到催化性熔融金屬的限制後，陳洋元研究員開始尋找其他也可具有類似催化效果的材質。其中一種可行的催化劑，就是碳黑本身。過去針對催化反應的研究中，即發現碳本身即是一種理想的催化劑。在甲烷裂解的過程中，研究者可以透過利用不同形式、結構與表面積的碳，來調控碳的催化活性。

2013 年，韓國研究者 Seung Chul Lee 等人提出用碳黑作為催化劑的甲烷熱裂解裝置設計，其概念是將高溫管柱中，裝填直徑 30 nm 的碳粒作為催化劑，使甲烷通過高溫碳粒時，被催化裂解為氫氣和碳，再透過集塵器與過濾器捕捉碳黑。

雖然概念裝置已提出逾十年，但至今市面上仍未有成功商業化與量產的設備。由於催化劑和裂解後的碳都是相同的物質，因此隨反應時間增加，實驗裝置中的碳黑會不斷吸附。

因此，該實驗設計若要能用於實務上的燃氣電廠減碳，關鍵就在如何能維持或定時減少高溫管柱中積存的碳；如何能延長集塵設備與濾網的更換週期，以須確保裝置能不間斷的長時間運作；以及如何與既有燃氣機組的系統結合。

中研院的 Alpha 去碳計畫：局部比例的以氫代氣

面對過去研究的基礎與限制，中研院的團隊已在開發利用碳黑作為催化劑的甲烷熱裂解裝置，且能搭配自動化的清除積碳、與更新集塵、過濾器，使熱裂解裝置能持續性地運作。

熱裂解的裝置設計上，也並非追求極致的甲烷轉換率，由於氫氣比甲烷擁有更劇烈的燃燒反應，如在空氣中的燃燒速度，甲烷為 0.38 公尺/秒，但氫氣則高達 2.9 公尺/秒，這使得氫氣爆燃的衝擊力遠大於甲烷。

因此，目前仍未有純氫氣或高比例氫氣的商品化發電機組，而多以在甲烷中混合 10% ～30% 的氫氣，達到局部比例的減碳，因此在裝置設計上，須同步調控所產製氫氣與甲烷的比例，使發電機能持續燃燒固定成分比例的甲烷氫氣混合物。

從減碳效益來比較傳統天然氣發電和部分比例的去碳燃氫發電，以目前大潭電廠最新燃氣機組的熱效率 60% 來計算，每噸天然氣燃燒，可提供 9300 度的發電量，並排出 2.75 公噸的二氧化碳。

但若能將其中 30% 的甲烷高溫裂解後，將氫氣與天然氣混燒，因氫氣的燃燒熱較低，且需額外提供裂解所需的能量，此時每噸天然氣則能發出 7400 度的電量，但碳排放降低為 1.92 公噸的二氧化碳，並生產 0.225 公噸的固體純碳。

也就是說，以大潭燃氣電廠為例，若將 30% 的甲烷裂解，產生氫氣與天然氣混燒，最終是以減少 20% 的發電量為代價，換得 30% 的減碳效益，以及具有精密工業、高產值化工業運用潛力的高純度碳黑原料。

目前中研院的 Alpha 去碳計畫已完成了將甲烷熱裂解裝置與 13 kW 天然氣發電機串聯，混燒 10% 氫氣燃料的概念驗證。

預計在 2025 年以前，將陸續擴大至針對建築物規模使用的 65 kW 燃氣渦輪發電機；和針對廠房、工商業用途使用的 1～2 MW 商用燃氣機組；以及與既有大型燃氣電廠使用的 170 MW 燃氣機組結合，以此建立我國去碳燃氫的產業鏈。

中研院將與業界合作，目標在 2025 年以前，推出裂解效率可達 40% 的去碳燃氫裝置，使臺灣天然氣發電的碳排達到歐盟訂定的永續標準。

撐出臺灣淨零排放的機會

面對氣候變遷的威脅，世界各國無不積極且緊迫地尋找能達到零碳排放的方式，然而多數國家在有限的自然資源條件下，風力與太陽光電等再生能源的發電規模和穩定程度仍遠不及大型發電廠。

因此 2021 年起世界各國，相繼提出了符合淨零與永續精神的天然氣使用規準。2022 年 2 月，歐盟批准了有助實現歐盟環境目標的「永續活動分類法」與「氣候授權補充法案」，其中針對燃氣發電廠的規範，是要求 2035 年以前須完全由天然氣轉向低碳燃料或再生能源燃料；或是 2030 年前施工但每度電少於 270 克二氧化碳排放量，才能獲得永續金融投資的優惠。

以此作為標準來檢驗目前臺灣的燃氣發電，較先進且尚有機組興建中的大潭發電廠，碳排係數約低於每度電 388 克二氧化碳排放，若能順利搭配裂解效率 30% 的去碳燃氫技術，則碳排係數可降為每度電 271.6 克二氧化碳排放，幾乎符合歐盟的標準。

若再能輔以部分比例的生質甲烷混燒，排出二氧化碳又有部分比例利用碳捕存處理，至少就能使我國在未來最主要使用的天然氣，能符合目前歐盟看待永續能源的標準。

目前中研院陳洋元團隊打造的去碳燃氫技術，能利用臺灣既有天然氣和燃氣電廠的基礎建設，維持穩定的基載電力供給，又能達到減碳的效益，預計將是未來幾年內，能有效提供臺灣減碳成果的重要技術方向。

然而，去碳燃氫技術也因減碳目的而降低燃氣的發電量，這會使臺灣已經擴大天然氣使用的政策方向還要更加強化，如增加更多的天然氣進口量，興建更多的天然氣接收站、儲存槽與管線。近年烏俄戰爭帶來世界性天然氣的短缺，以及第三天然氣接收站的興建帶來海岸生態的危害，使用天然氣仍有難以忽視的環境與社會風險。

中研院的去碳燃氫技術，可能不是淨零未來的唯一選項，但傾力推動這項技術，才有機會在邁向淨零未來的過程中，爭取到足以讓永續與潔淨能源普及的時間。

註1：生質甲烷的概念是，透過微生物分解農業生產的有機物質，由此生產甲烷，這種有機物的碳，是來自植物光合作用的固碳反應。因此理論上不會使用到地底下的化石碳，比天然氣還要減碳。

採訪撰文｜廖英凱
責任編輯｜簡克志
美術設計｜蔡宛潔

中央研究院（2022）。《臺灣淨零科技研發政策建議書》。
蔡菖圃（2022）。《以金屬合金催化劑高溫裂解甲烷製備氫氣》，國立臺北科技大學製造科技研究所。
林奐成（2022）。〈中研院「去碳燃氫」展成果 盼創造綠電助減碳〉，聯合新聞網。
Upham, D. C., Agarwal, V., Khechfe, A., Snodgrass, Z. R., Gordon, M. J., Metiu, H., & McFarland, E. W. (2017). Catalytic molten metals for the direct conversion of methane to hydrogen and separable carbon. Science, 358(6365), 917-921.
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Zhen, H.s & Cheung, C.s & Leung, C.W. & Choy, Yatsze. (2012). A comparison of the emission and impingement heat transfer of LPG–H2 and CH4–H2 premixed flames. International Journal of Hydrogen Energy, 37, 10947–10955. 
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油電混合×氫能科技×純電動車 未來移動科技 日本電動車市場競逐賽

作者：李世暉（本文作者為政治大學國際事務學院教授）

2015年第21屆聯合國氣候變遷大會(COP21)，與會國一致同意通過《巴黎協議》，設定限制全球升溫小於攝氏2˚C的目標。為了達成這個目標，全球主要國家透過各種政策推動淨零碳排，減緩全球氣溫日益上升的速度。其中，電動車被視為一項關鍵的產業。

主要因為：電動車的溫室氣體排放量只有燃油車的一半；若配合再生能源，更可降至燃油車的1/3。

2021年召開的第26屆聯合國氣候變遷大會(COP26)，超過30個國家和6家車廠（Ford、GM、Volvo、Mercedes-Benz、Jaguar Land Rover以及比亞迪），共同簽署2040年實現乘用車輛全面電動化的協議。被認為重視節能減碳、環境保護的日本，也於2021年發表2035年將全面禁止販售燃油車新車的政策願景。

COP26淨零碳排下 車廠新課題

日本政府與主要汽車大廠，原對於純電動車的發展，抱持相對消極的態度。一方面透過油電混合技術，符合現階段碳排的要求；另一方面則是積極發展氫能科技，研發量產氫燃料電池電動車(FCEV)。事實上，具有賽車手資格的前Toyota社長豐田章男，偏愛燃油車的動力輸出；對於Tesla掀起的電動車熱潮，長期抱持抗拒的態度，並多次在公開場合發表相關言論。例如：在2020年12月的日本汽車製造商協會年會上，豐田章男表示：「如果日本倉促禁止燃油車，汽車產業的商業模式將會崩潰，國內的550萬名從業人員將可能面臨失業危機。」

然而在淨零碳排目標下，歐盟與美國紛紛制定嚴格的「車廠油耗總量管理」(Corporate Average Fuel Economy Standards, CAFE)，燃油車的生存空間快速縮減。加上電動車的市佔率從2019年2.5%、2020年4.5%，2021年急升至10%。2022年1月至9月的燃油車銷售下降4%，但電動車銷售數量卻增加80%。市場擴張的趨勢，讓歐美汽車大廠紛紛投入電動車市場。

在燃油車生存空間快速縮減，電動車市場急速擴大下，日本政府與日本車廠也開始調整因應戰略。

例如：

1.將電動車視為「過渡時期科技」的Toyota，2021年透過e-TNGA模組化平台，規劃至2030年為止投入8兆日圓（約700億美元），開發30款純電動車(BEV)車型。

2.日本的Nissan、Mitsubishi Motors，則與法國的Renault合作，預計投入3兆日圓，目標2030年推出35款新型電動車。

3.消費電子與電機大廠Sony與Honda合作開發VISION-S電動車平台，預計2025年推出新型電動車。

課題：市佔率低於5% 原優勢未轉換至電動車市場

日本雖在燃油車市場具競爭優勢：擁有完整的供應鏈、整體汽車製造的Know-how（特別是汽車安全領域），以及汽車販售與售後服務網絡。但此競爭優勢，目前尚未完整轉換至電動車市場。舉例來說，2022年1月至11月的全球電動車銷售數量為680萬台，中國車廠佔40%（主要廠商比亞迪），美國車廠佔30%（主要廠商Tesla），歐洲車廠佔20%（主要廠商德國Volkswagen），日本廠商市佔率則不到5%。

有鑑於此，日本政府與企業開始整備與強化日本國內市場環境與生產線，期盼日本企業能在汽車產業的快速轉變過程，持續扮演關鍵角色。

1.整備國內市場環境面向：日本政府將放寬急速充電器設置規範。

電動車的充電速度，被視為電動車能否順利取代燃油車的關鍵之一。1台50千瓦(kWh)電池容量的電動車，使用20千瓦的充電設備需花費2.5小時才能完成充電。為了普及電動車，歐盟與美國將目標設定在2025年達到廣設最低充電功率150千瓦的公共充電樁，希望將充電時間縮短至20分鐘。

目前，日本國內只有15個設置100千瓦急速充電樁的地點。這是因為日本法律規定，超過50千瓦充電裝置，必須與建築物保持一定的距離；超過200千瓦的急速充電裝置，更被歸類為「變電設施」，其設置條件更為嚴苛。有鑑於此，日本政府正研擬大幅放寬急速充電器設置的相關限制與規範。

2.強化國內生產線面向：日本企業主動轉換市場競爭策略。

例如：日本汽車產業代表Toyota，宣佈投入電動車市場後，其策略是在原本的TNGA平台基礎上設置e-TNGA平台，利用現有生產線製造電動車，活用手上現有的所有資源，同步在燃油車、油電混合車、純電動車和氫燃料電池電動車等不同能源移動科技領域，展開多元發展路線。

由於e-TNGA平台的生產成本過高，以及產能相對不足，Toyota決意與Denso和Aisin兩大供應商共同研發新製造平台，並於2026年推出全新打造的車款。在此研發時期，面對急速成長的電動車市場，Toyota則選擇與比亞迪合作，維持其電動車的產品線。

3.值得注意的是：日本政府對於電動車只是「過渡時期科技」的思維依舊存在。

雖然歐美國家紛紛透過政府預算補助設置急速充電站，但對於非洲、中南美洲以及東南亞的發展中國家而言，無論是自家設置充電裝置，還是廣設快速充電樁，都存在相當高的門檻。以目前的設備成本估算，一座標準快速充電站要支出200萬台幣。此外，消費者對於電動車的接受程度，目前也處於極端態度。

依據IBM Institute for Business Value在2022年7月的網路調查，7個主要汽車消費大國中，中國有54%的消費者，印度有53%的消費者，打算在一年之內購買電動車。而美國只有11%的消費者，日本更只有3%的消費者有此考量。

在基本設施課題有待解決、消費者態度極端分歧的電動車市場，日本政府與汽車大廠對於未來移動科技的願景，出現了微妙的變化。

2023年1月6日，時隔3年舉辦的「汽車5團體新春賀詞聯誼會」實體會議，前Toyota社長豐田章男以「日本汽車工業協會」(JAMA)會長身分發表的演說（因豐田章男染疫無法出席，由副會長永塚誠一代讀)。在這次演說內容，豐田章男再度強調「給淨零碳排其他選項」，同時呼籲在日本國內創造550萬個就業機會的汽車產業必須舉全產業之力，以汽車產業為核心產業的日本政府必須舉全國之力，共同面對此一挑戰。他也期盼在2023年5月在廣島召開的G7高峰會，日本有必要將「日本式的淨零排碳」思維，深植於參與國領導人的腦中。

同場與會致詞的日本經產省副大臣太田房江，則主張：推動日本汽車的淨零碳排過程，氫能與合成燃料的角色至關重要；日本政府將給予大膽的支援，共同追求多元選擇。換言之，在全球規模的「轉換電動車」風潮下，起步相對較晚的日本汽車產業，一方面快速因應急起直追；另一方面也與日本政府共同合作，試圖將電動車外的選項，打造成新的國際規格。

[準建築人手札網站]

氫氣發電 再生能源發展重中之重

談到氫氣發電，就不能不提到SOFC高溫燃料電池。SOFC發電結合SOEC電解電池產氫，是解決缺電與減碳的最佳對策。

企業界投資綠能多半以自用及ESG為考量，台灣保來得總經理朱秋龍表示，SOFC為24小時持續發電、不受天候影響的分散式電源，提供充裕電力，FIT更有助於吸引資金投入提供輔助服務。

美商Bloom Energy是SOEC及SOFC界領導大廠，發電轉換的「連結板」關鍵元件，長期由保來得供應。台灣藉此建立尖端高溫型氫燃料電池產業鏈，並與全球新能源產業產生連結。

去年8月，朱秋龍赴美與BE開會，洽定未來5年、高達200億元訂單，今年起展開大手筆擴產。第一期投資15億元，簽下1,200坪土地，3月將完成第5條產線，2026年前再添購4台1,600噸德國粉末成形機，總數達到9 台，滿足產能需求。接下來還會整合附近上萬坪土地，一次解決產能瓶頸。

保來得是粉末冶金業龍頭，隨著卡位氫能發電供應鏈，未來Bloom Energy營收占比將接近5成，強勁動能推升2021年以70.3億營收創歷來新高。去年因不景氣罕見中斷成長，減幅15%優於業界普遍衰退5成；今年歐美汽車銷售佳加上庫存去化，將重回歷史高點，並在2025年攻上百億營收。

保來得的VVT汽車節能引擎零件供應歐美高級車廠，並通過航太AS9000認證，去年底已送樣Airbus。金屬3D列印及海綿金屬為另外二個亮點，前者是積層製造的極致表現，將拓展航太、光電及工業零件精密應用；與Tier1汽車組件商合作開發符合Euro 7排氣法規，用於歐洲柴油卡車引擎。保來得與美國Cell Mobility合作，以CryoStruct專利技術製造海綿金屬，在燃料電池、超級電容、電化學催化基材及電熱式觸媒轉化器深具潛力。

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中國又一金融公司跑路 承認氫能是龐氏騙局

中國又發生金融機構高調跑路事件，號稱澳洲金融服務公司的傲利資本創辦人齊洛9日發聲明，高調承認進行氫能龐氏騙局，資金已完全洗乾淨，自己身在沒有引渡條款的國家，甚至教育投資人「天下沒有掉餡餅」。

傲利資本9日發表聲明，齊洛表示，自己已經洗錢完畢，在東南亞生活舒適，機構的項目就是一個氫能龐氏騙局。在傲利資本發展的三年，自己購買奢侈品以及高級消費都出自投資人的辛苦付出，但要告訴投資人天下沒有掉餡餅，好好想想傲利資本一個幾十人的小公司，怎麼可能去做國家級千億的氫能投資項目。而在聲明中，甚至將機構名稱打成「傲立資本」。

綜合中國媒體報導，傲利資本號稱是知名澳大利亞金融服務公司，目前公眾號、視頻號目前已經被註銷，但YouTube目前仍然存在，尚有9,790名訂閱者。在2月6日，傲利資本還曾高調發表「現在開始，攀登人生巔峰!澳洲高精尖企業等你加入」訊息，但現已刪除。

傲利資本主推的項目涉及氫能投資，部分項目宣傳年收益高達15％～24％。某平台號曾於2022年9月曾刊發傲利資本的氫能投資項目相關文章，題目為「澳洲汽車界的王炸來了!！能源投資新時代，由它開啟！」。文章指出，傲利資本作為唯一成功入駐澳洲氫能協會及清潔能源協會的中企代表，助您贏在綠色能源投資百億賽道的起跑線上。文章表示，傲利資本重點投資的H2X Global項目是澳大利亞的車企廠商，聲稱要讓澳大利亞在生產氫燃料電池電動汽車方面名列前茅。

近期中國類似金融機構高調跑路案例越來越頻繁，2022年11月底湖南大型理財平台盛大金禧同樣有類似事件，該平台囂張公告，已經洗完錢跑路，目前在沒有引渡條約的國家，還提醒投資人天上沒有白吃的午餐。陸媒引述相關該公司管理人員透露，未兌付投資款的客戶超過10萬人，投資款總額超過人民幣190億元。