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邁向淨零時代的關鍵能源:氫能發展趨勢與製氫技術解析 | 三建產業資訊

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邁向淨零時代的關鍵能源:氫能發展趨勢與製氫技術解析

邁向淨零時代的關鍵能源:氫能發展趨勢與製氫技術解析

因應氣候變遷加劇,各國均努力實現淨零排放目標(Net Zero Emissions),在減碳與清潔能源的議題中,氫能(Hydrogen)漸漸受到重視。台灣也將氫能列屬重點規劃項目之一,透過政策推展,盼達到2050年淨零碳排總電力氫能占比目標9至12%。

根據國際能源總署(International Energy Agency, IEA)「2021 年全球氫能回顧(Global Hydrogen Review 2021)」報告,2020年全球氫氣需求量約為9,000萬噸,大多數是由化石燃料生產而來,造成碳排放近9億噸。

IEA規劃,全球若要於2050 年實現淨零碳排,氫能在最終能源使用比例將達13%,為重要能源選項之一。目前各國已積極布局氫能發展,其中日本、德國、韓國及澳洲等超過52個國家,均已公布氫能發展策略,並啟動多項大型示範驗證計畫。

氫氣製造技術分類

氫是無色無味的氣體,亦是分子最小的元素,多與其他分子結合,例如與氧結合為水,不會獨自在大氣中以自然形態存在,被歸類為二次能源,也就是要經過加工轉換以後才能得到的能源。由於氫氣燃燒後只會產生水,沒有任何污染物,被視為一種潔淨能源。

灰氫(Gray Hydrogen)

由天然氣搭配水蒸氣重組,而甲烷是最常使用的料源,目前95%以上氫氣都使用此製造方式。優點是技術成熟、成本便宜,缺點則是排放的副產物含有二氧化碳,不符合現在國際的減碳趨勢,也有可能被課徵碳稅或碳費。

藍氫(Blue Hydrogen)

利用化石燃料製作氫氣,再搭配二氧化碳捕獲、封存、再利用的機制(Carbon Capture, Storage, and Usage, CCSU)成為低碳氫氣。優點是製程排放量符合國際需求,缺點為製作方式得考量CCSU的成本,因此製造成本比灰氫高。

藍綠氫(Turquoise Hydrogen)

近年的新創技術,利用熱裂解技術將天然氣中的氫氣分離,並將二氧化碳直接形成固體碳儲存。優點為可有效降低製程中的碳排放量,且二氧化碳轉為固體後不會散發至大氣之中,便於儲存也可以用於煉鋼等用途。缺點為熱裂解的過程中需要大量燃料或能量產生熱能,導致整體能源效率低且整體技術成本高。

綠氫(Green Hydrogen)

生產方式多為利用過剩的再生能源(如太陽光電或風力發電)在電解槽中水電解得到氫氣與氧氣。優點是製程幾乎沒有碳排放,且生產規模具彈性可協助整合再生能源,缺點就是水電解轉換效率僅70至80%左右,整體能源利用低、裝置成本高,目前各國正積極發展,盼擴大應用。

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