【產業動態SNG】2050全球淨零轉型——「氫」熱潮
吳恆毓 (2022/01/07) 《台經月刊第45卷第1期》
全球為達淨零共同目標，需積極尋找潔淨能源以取代化石燃料。氫能為能源轉型重要之關鍵組成，氫氣作為潔淨能源儲存之載體，具有高靈活度、低碳潔淨性及應用領域廣泛等特性。此外，氫能相對其他儲能系統另一大優勢為其電轉氣儲能系統有儲存量大及放電時間長之特質（圖1）。因此，氫能為淨零藍圖路徑上核心發展技術與展望，本文將依序探討國內外氫能技術發展與應用。
圖1 各種儲能技術在額定容量下的系統額定功率和潛在放電時間
氫能技術發展
根據國際能源署(International Energy Agency, IEA)於2021年提出「全球氫能評論2021」報告指出，氫能預計協助緩解總累積減排量達6%（圖2）。氫能技術包含生產、儲存、運輸、發電及整合等眾多關鍵議題，以下將依據氫製造、應用及運輸階段分別介紹。
圖2 2021~2050年淨零碳排情境下重點減緩措施預計累積減排量
（一）氫生產
依據IEA氫能評估報告(2020)指出，製造氫氣之方式預計以2040年作為分水嶺，2040年前主要係以化石燃料產氫，即為灰氫、藍氫及棕氫；2040年後主要係以再生能源產氫，即為綠氫（圖3）。
圖3 氫氣顏色概念
目前技術生產之綠氫相較於藍氫不具價格競爭力，但隨著未來再生能源成本下降，預期綠氫生產成本亦將隨之調降。另外，在製造藍氫過程中，未燃燒外洩甲烷其暖化能力高於二氧化碳21倍，加上使用碳捕獲及封存(Carbon Capture and Storage, CCS)技術亦會損耗電力，因此，考量永續發展使用再生能源生產綠氫為最終目標。目前主要氫生產技術包含（表1）：鹼性陰離子交換膜(Anion Exchange Membrane, AEM)、固體氧化物型電解(Solid Oxide Electrolyzer Cell, SOEC)、質子交換膜電解(Polymer Exchange Membrane Electrolysis, PEMEC)、天然氣重組+CCS、鹼性電解(Alkaline Electrolysis, AE)。
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