為了加速迎接在2050年凈零碳排的終極目標，「氫」已儼然成終極潔凈能源之一。既可直接導入終端，協(xié)助工業(yè)、運輸載具脫碳；同時推進發(fā)電及碳捕捉技術(shù)發(fā)展，於起始端產(chǎn)出灰、綠、藍氫，并通過液/固態(tài)等載體儲存輸送，以逐步完整實現(xiàn)氫經(jīng)濟。

由於「氫（H₂）」本身既不含碳，加上燃燒時熱值高，能源轉(zhuǎn)換效率也不差，常被視為「終極潔凈能源」，早在1970年的能源危機便誕生出「氫經(jīng)濟（Hydrogen Economy）」一詞，最後卻因成本居高不下而失利。如今則受惠於國際凈零碳排浪潮、俄烏戰(zhàn)火之後，確實加速催生了許多既有或創(chuàng)新的氫能計畫，甚至弭平了灰氫與綠氫之間存在已久的價差。對比戰(zhàn)前灰氫的成本約落於1~2美元/kg，預計綠氫最快可在2030年跌破每公斤2美元，在再生能源豐沛的地區(qū)，甚至可能降至1美元/kg。

依國際能源署（IEA）預估到了2050年，氫能將占全球能源使用比重的13%，全球氫供應量將上看每年5.3億噸，對照2020年僅8,700萬噸的成長潛力巨大；預估未來10年，全球氫能源投資將超過3,000億美元，不僅是地球永續(xù)的關(guān)鍵，更關(guān)??各國與產(chǎn)業(yè)競爭力。

截至2023年9月，全球已有42國及地區(qū)發(fā)布國家等級氫能策略，臺灣也在2021年宣布將氫能列為2050年凈零碳排路徑圖的12項戰(zhàn)略之一，并陸續(xù)發(fā)布相關(guān)法規(guī)與不同潔凈程度的認定標準，分別導入發(fā)電、運輸、工業(yè)等場域，被看好可普及應用於新能源車的低碳動力來源，以及鋼鐵及石化、電力工業(yè)的低碳燃料和原料。

迎接氫能新經(jīng)濟 工研院推發(fā)展藍圖

為協(xié)助產(chǎn)業(yè)迎接即將到來的「氫能新經(jīng)濟」，工研院2022年也發(fā)表「2050氫應用發(fā)展技術(shù)藍圖」，涵蓋臺灣在未來30年於氫氣供應、發(fā)電應用、工業(yè)應用、載具應用，及法規(guī)標準、基礎(chǔ)設(shè)施等氫應用發(fā)展等面向。

建議可在臺灣西岸分別設(shè)立北、中、南三大主要氫應用園區(qū)，包括：利用北部既有電廠改以專燒氫、氨氣發(fā)電；中部配合離岸風電，規(guī)劃生產(chǎn)綠氫與儲能，以及南部既有石化鋼鐵聚落投入藍/藍綠氫應用，規(guī)劃重工業(yè)減碳園區(qū)。

在低碳發(fā)電方面，臺灣將發(fā)展混燒與專燒氫氨氣的燃氣與燃煤發(fā)電，逐步取代以往燃燒化石燃料的發(fā)電機組，以降低電力碳排；在低碳工業(yè)領(lǐng)域，鋼鐵、石化產(chǎn)業(yè)可使用氫氣治金、鋼化聯(lián)產(chǎn)及使用藍綠氫以降低制程碳排，并將半導體制程產(chǎn)生的大量馀氫回收、純化再利用；低碳交通方面，則聚焦高載重、長途運輸、高運轉(zhuǎn)率的大客車與貨車，將以氫燃料發(fā)電動力。另為配合氫氨供需情境，也將規(guī)畫建設(shè)氫氨輸儲基礎(chǔ)設(shè)施，包括接收站、儲槽、管線、加氫站等，以完備低碳氫能應用。

圖一 : 為協(xié)助產(chǎn)業(yè)迎接即將到來的「氫能新經(jīng)濟」，工研院2022年也發(fā)表「2050氫應用發(fā)展技術(shù)藍圖」涵蓋臺灣未來30年氫氣供應及發(fā)電、工業(yè)、載具應用等面向。（source：工研院）

氫能車競逐利基市場 商用車後來居上

當中國大陸近年來電動車品牌與歐美大廠短兵相接時，氫能車更成為業(yè)界開發(fā)新能源車的另類選擇。克服過去產(chǎn)業(yè)因為偏重在乘用車領(lǐng)域，礙於供氣成本高與加氫設(shè)施不足，導致產(chǎn)品未能發(fā)揮特性優(yōu)勢，降低終端消費者的采用意愿。甚至讓Tesla創(chuàng)辦人馬斯克（Elon Musk）認為：「氫能車的能源轉(zhuǎn)換率太差，是『傻瓜才信』的愚蠢生意（Fuel cells=Fool sells）」。

在亞洲地區(qū)又以日、韓為首，從導入商用車市場優(yōu)先，初期訂單量少，不必投入過大生產(chǎn)規(guī)模。加上商用車大多是采取固定路線運行的物流或客貨運業(yè)者，只須設(shè)立最少的加氫站點，就能支援最多的車輛使用，所以投放資源較為精準。

且重型卡車或巴士都有一定的重量上限規(guī)范，車體越輕，才能載運越多的人或物。純電動車BEV在與氫能源車FCEV相同續(xù)航力下，加上電池重量將無法滿足長途/重載車輛需求，而犧牲大量的貨物載重；且相較於純電動巴士充電3~4小時，氫能巴士的燃料加注只需10~20分鐘，還能在氣溫-30℃下環(huán)境正常運作超過300公里，已可解決市區(qū)公車與長途客運需求。

圖二 : 亞洲地區(qū)從導入商用車市場優(yōu)先，礙於供氣成本高與加氫設(shè)施不足，未能發(fā)揮特性優(yōu)勢。（source：koreabizwire.com）去

聚焦運輸及工業(yè)應用 氫能新經(jīng)濟成型

當氫能經(jīng)濟已被擴充導入交通移動領(lǐng)域發(fā)展以來，博世集團（Bosch）集團因兼?zhèn)淦嚠a(chǎn)業(yè)長才與完整氫能價值鏈營運能力，更不可錯過這波商機。博世集團董事會成員及博世智慧交通業(yè)務(wù)主席馬庫斯．海恩（Markus．Heyn）博士表示：「博世為現(xiàn)今全球極少數(shù)有能力量產(chǎn)燃料電池電堆等技術(shù)復雜產(chǎn)品的公司之一，不僅擁有所需的系統(tǒng)長才，還兼具加速新品量產(chǎn)的開發(fā)能力，成為全球首家同時在德國和中國大陸生產(chǎn)燃料電池動力模組的企業(yè)，預估氫能科技到了2030年，將可為集團帶來約50億歐元營收。」

除了燃料電池動力系統(tǒng)之外，博世也將著重氫氣引擎的研發(fā)，在交通移動領(lǐng)域積極推動氫能經(jīng)濟的發(fā)展，正在開發(fā)適用於氫能的進氣囗噴射系統(tǒng)及直噴系統(tǒng)，尤其適用於長途重載的重型商用車。Markus．Heyn認為：「氫氣引擎不僅可執(zhí)行柴油引擎的所有功能，并具備碳中和的優(yōu)勢，能協(xié)助快速且經(jīng)濟實惠地達成氫能交通。」博世的優(yōu)勢在於已經(jīng)掌握90%的相關(guān)技術(shù)，預計2024年氫氣引擎即可上市，至今已獲得全球主要經(jīng)濟區(qū)域的4件生產(chǎn)專案訂單；預估到了2030年，該產(chǎn)品銷量將逾10萬臺。

圖三 : 除了燃料電池動力系統(tǒng)之外，博世也將著重氫氣引擎的研發(fā)，在交通移動領(lǐng)域積極推動氫能經(jīng)濟的發(fā)展。（source：Bosch）

德國西門子（Siemens）能源部門則在經(jīng)營氫能業(yè)務(wù)超過30年，砸下3,000億歐元之後，即將在柏林打造全新超級工廠投注綠氫，相較於愛爾朗根廠區(qū)每年約可生產(chǎn)400個氫能電解槽的電堆（stacks），估計新廠首年即可生產(chǎn)1,000個、2025年後產(chǎn)量預計超過3,000個。

西門子數(shù)位工業(yè)近期也在臺灣展出創(chuàng)新垂直整合數(shù)位企業(yè)解決方案。包含：完整的儲能系統(tǒng)，整合風能、太陽能、氫能等新能源需求，主力產(chǎn)品涵蓋SINAMICS PCS功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、EMS能源管理系統(tǒng)、RUGGEDCOM高資安電力通訊網(wǎng)路，以及最新氫能趨勢應用，協(xié)助產(chǎn)業(yè)建立穩(wěn)定電力基礎(chǔ)建設(shè)以及能源供應，實踐制造業(yè)凈零碳排。

圖四 : 西門子數(shù)位工業(yè)近期也在臺灣展出創(chuàng)新垂直整合數(shù)位企業(yè)解決方案。包含：完整的儲能系統(tǒng)，整合風能、太陽能、氫能等新能源需求。（source：Siemens）

臺廠遙??中上游前景 期盼加入供氫生態(tài)系

臺灣則因為在OEM代工及AM零組件市場之外的整車制造業(yè)相對弱勢，既不如日、韓有強大汽車制造業(yè)當引擎；以及大陸企業(yè)挾全球最大產(chǎn)氫國家、自有汽車市場規(guī)模優(yōu)勢，在推動氫能發(fā)展時，主要著眼於搶占「汽車產(chǎn)業(yè)」市場。

因此少了投入補助研發(fā)氫能車的利基，出囗導向的制造業(yè)更需要穩(wěn)定能源，卻面臨減碳壓力，只能對於「要減碳」或「要產(chǎn)業(yè)」的兩種不同思維取舍，或許會先從日、韓進囗氫能車上路、布建加氫站設(shè)施等規(guī)范取經(jīng)。

進而期待業(yè)者可在短期內(nèi)發(fā)揮ICT科技優(yōu)勢，從混合動力系統(tǒng)所需的氫電控制模組、關(guān)鍵零件耐久度提升著手，與美、歐、日、韓廠商合作搶進生態(tài)系，切入美歐乃至印度、澳洲等新興市場商機；甚至還可以學習如南韓現(xiàn)代集團投資產(chǎn)氫，搶進最上游的原料供應財。

其中關(guān)鍵的燃料電池主要由電堆（Stack）、次系統(tǒng)（Balance of Plant；BOP）兩部份構(gòu)成。推估若每量產(chǎn)50萬件80kW燃料電池，不含儲氫系統(tǒng)的成本中，Stack約占系統(tǒng)比重44%、BOP占56%，兩者又以模電極組27%與空氣系統(tǒng)26%占比最大，未來務(wù)必要攻克高成本占比零組件、提升耐久性，創(chuàng)造新需求和統(tǒng)一國際規(guī)格。

目前臺廠氫燃料電池供應已逐步成形，包括：1.氣體供應商━亞東工業(yè)氣體、三福氣體（美國Air Products集團）；2.氫系統(tǒng)及料源處理廠━中興電、高力；3.氫氣儲能加氫站━中油、中興電；4.儲氫組件及系統(tǒng)廠━晉升太空科技；以及氫能發(fā)電：1.集中式生產(chǎn)廠━臺電、漢翔；2.分散式（燃料電池）零組件廠━臺達電、高力、中興電、順德、康舒、華城、士電；3.工業(yè)制造廠━中油、臺塑、帆宣、臺積電、中鋼；4.交通載具廠━車王電、華德動能、和泰、三陽工業(yè)等。

現(xiàn)今全球SOFC固態(tài)氧化物燃料電池大廠美國BE公司（Bloom Energy）也自2006年開始與康舒、高力、華城、保來得、宏進金屬等臺灣廠商合作，負責供應BE約30%硬體設(shè)備零件到北美組裝，銷售全球。

另有彩撣新能源、研華工業(yè)、明安國際等臺廠共同打造的氫能巴士原型車，則采用約6成臺制零組件，包括行車安全模組由研華科技提供、明安國際提供碳纖氫瓶；仍有4成零組件須與國外供應鏈建立合作，包括供氫模組（燃料瓶）來自英國；燃料電池與加拿大、日本、英國供應鏈合作；高低壓DC/DC直流轉(zhuǎn)換器分別來自德國、荷蘭。

至於現(xiàn)今氫能源車要上路必不可少的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，臺灣已規(guī)劃有兩座示范型加氫站，將由聯(lián)華實業(yè)與德商林德集團合資成立的工業(yè)氣體大廠聯(lián)華林德，在自家臺南樹谷工業(yè)園區(qū)工廠利用天然氣裂解產(chǎn)出，并搭配二氧化碳捕捉封存再利用（Carbon Capture, Utilization and Storage；CCUS）技術(shù)減碳而成為藍氫，并特別送往美國Airborne實驗室，驗證通過氫能載具標準，再就近輸送到示范加氫站，調(diào)整氫氣的壓力；同時協(xié)助中油於高雄完成第一座加氫站，但具體位址依舊成謎。

業(yè)者坦言加氫站短期難以獲利，主要目的還是在於示范當氫能載具發(fā)展成熟，中油或臺塑等加油站業(yè)者加入之後，可提供穩(wěn)定品質(zhì)且安全的氫氣，并與Hyzon Motors公司共同開發(fā)氫燃料電池商用車。

圖五 : 現(xiàn)由彩撣新能源、研華工業(yè)、明安國際等臺廠共同打造的氫能巴士原型車，采用約6成臺制零組件，并完全排除「紅色供應鏈」，預計2024年第4季正式上市。（source：研華）

善用工業(yè)、發(fā)電循環(huán) 提升自主產(chǎn)藍氫比例

然而，依能源局推估到了2050年時，臺灣除了自澳洲、加拿大、卡達、歐洲等國每年進囗「藍氫」或「綠氫」，必須要達到330萬噸之外，也應該自產(chǎn)氫氣37萬噸，才足以滿足占比9%~12%的氫能發(fā)電與工業(yè)制程需求，兼顧減碳及供電穩(wěn)定；未來還要加入氫能車一旦上路，所帶來的龐大運輸?shù)日w需求有機會達2成以上。

屆時若臺灣自產(chǎn)氫氣不足，仍有約75%比重須仰賴進囗，成本將是決定各國大規(guī)模應用的關(guān)鍵。目前市面上價格以灰氫最便宜、其次為藍氫，綠氫高達每7~8美元/kg最貴。未來以美國預估2030年可降至1美元/kg最為樂觀、歐盟也制訂同期可達2美元/kg，但大多數(shù)國家須在2045或2050年實現(xiàn)。

估計未來5~10年短期內(nèi)，規(guī)劃將近3成的電力來自「藍氫」將是可行又務(wù)實的做法，不僅比綠氫便宜6~7倍，實際上可以從進囗天然氣裂解，或是臺灣使用工業(yè)用（灰）氫范圍廣泛的石化及煉鋼、半導體業(yè)制程中回收工業(yè)馀氫純化，再將過程中排出的二氧化碳捕捉封存再利用CCUS等技術(shù)，碳排量較符合國際需求，還能化為產(chǎn)/輸/儲商機、利用「冷能」效益可二次發(fā)電，意味藍氫效益比綠氫或灰氫要高。

根據(jù)能源局《氫能關(guān)鍵戰(zhàn)略行動計畫》，便將臺灣氫能發(fā)展策略分成氫能應用、供給和基礎(chǔ)建設(shè)，大多還是仰賴經(jīng)濟部所屬國營事業(yè)進行示范計畫。臺電也已投入燃氣混氫或?qū)龤錃獾陌l(fā)電示范計畫，正逐步提高混燒氫氣的比例，取代燃燒化石燃料的發(fā)電機組，今年還與中研院共同發(fā)布「去碳燃氫」技術(shù)商轉(zhuǎn)成果

經(jīng)過串接65kW商用小型混氫型微氣渦輪發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電機，將天然氣（即甲??CH₄）高溫裂解成為氫氣和固態(tài)碳黑（carbon black）技術(shù)跨出實驗室，投入發(fā)電及工業(yè)使用；碳黑固態(tài)碳則再另做精密、高產(chǎn)值化工業(yè)生產(chǎn)原物料、輸/儲備能源使用。

相較既有天然氣蒸汽重組技術(shù)，產(chǎn)氫過程所需能量減少近40%，且不會產(chǎn)生二氧化碳，兼顧穩(wěn)定供電及發(fā)揮減碳效益；免除了「藍氫」要先變成高壓流體，又要放到適合地層里儲存二氧化碳，還有尋覓封存場址的課題，因此比「藍氫」更接近「綠氫」，所以被稱為「藍綠氫」。

目前興達電廠混燒氫能5%沒有問題，既有發(fā)電機組設(shè)備也不用大幅改裝，今年9月成功以混氫10%比例運轉(zhuǎn)發(fā)電；待設(shè)備經(jīng)過改裝後，混燒比率還能增至15%；未來還應盡速開發(fā)可100%專用氫能發(fā)電機組，持續(xù)增加混氫比例與發(fā)電機功率，對臺灣及全球天然氣發(fā)電減碳有極大助益。

後續(xù)中研院將與臺灣氣體制造商擴展應用規(guī)模，目標在年底前將合作產(chǎn)出的氫氣，應用於興達電廠燃氣機組氫氣混燒示范去碳燃氫，以替代5%天然氣估算，每年可減少超過7,000噸碳排放量，可??交出每發(fā)電1小時可減碳1噸的成績單，未來將逐步提高混氫比例，同時配合這些渦輪發(fā)電機的制作廠商，才能全方位應用，并推展至臺灣其馀電廠機組，產(chǎn)業(yè)燃氣鍋爐氫比例也將逐步提升。

圖六 : 臺電今年還與中研院共同發(fā)布「去碳燃氫」技術(shù)，將天然氣高溫裂解成為氫氣和固態(tài)碳黑技術(shù)跨出實驗室，投入發(fā)電及工業(yè)使用，被稱為「藍綠氫」。（source：中研院）

**刊頭圖（source：Bosch）