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臺灣發展氫能源的優勢

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經濟部長郭智輝接受媒體專訪時,大談臺灣應全力發展「地熱」與「氫能」,並從基礎研究跳躍至應用研究,因為這兩種能源不必靠進口,少了運費更能降低風險。事實上,自上世紀70年代爆發兩次石油危機以來,學界不斷倡議建構「氫經濟」的未來藍圖,氫能源似乎成為美國、歐盟、中國、日本等大國力求本世紀為達到「碳中和」目標下的主要政策工具。另一方面,亦有澳洲、智利、埃及、沙烏地阿拉伯等氫能源出口大國正虎視耽耽,臺灣的產、官、學、研各界應關注國際上各國發展氫能源的態勢。

氫氣能否成主要能源應用也同時引發界爭論:肯定論者認為氫能源未來將作為主要的儲能技術、集中供熱燃料以及汽車、卡車、飛機等主要運輸燃料;質疑論者認為氫能源未來適用性甚是質疑,因為高昂的生產成本以及氫與電之間的轉換效率低下,氫氣作為未來的能源技術其實毫無實用價值可言。然而,隨著時間的演進,氫氣目前被視為替代能源被視為舒緩能源問題的替代解決方案之一,凡具備氫能源產業能力發展的主要經濟體,已持續將發展氫能源應用層面提升到國家戰略層面。

氫氣常被視為是一種潔淨能源,但氫氣在狹義定義上並非一種能源,客觀來說它只是「能源載體」。一般而言,氫氣經燃燒殆盡後會排放水,但傳統化石能源在燃燒產生動能輸出後就立即消耗。因此,相較於傳統化石能源,氫能源具有重復使用之特性,包括:水,生質材料、化石燃料都可能是氫能源之來源,關於氫能源使用上仍然存在一些優缺點,臺灣若發展氫能源使用有以下三大優點如下:

首先,氫能作為高效、清潔的替代燃料:相較於天然氣、煤炭、風能等生質能源,在不同產氫方式中,電解水製氫與再生能源發電系統的整合可展現其對環境友善的優點。事實上,透過電解從電力產生氫氣的可能性,並在燃料電池中以高的效率將其轉換回電能,在燃料電池電動汽車等移動應用中亦復如是,具有擴大能源使用的規模經濟效益;

再者,氫能源轉換效率比傳統化石燃料高:所謂的純氫並不存在於自然界,氫氣實際上多存在於水或其他化合物,必須經過提純製備再轉化為氫能源。然而,氫能源轉換效率比傳統化石燃料高,因此氫能源之高效氫能量密度很高,且可採用更有效的方式產生能量,被視為逐步減少化石燃料來實踐氫經濟之重要手段。

第三,符合公共衛生及健康安全的觀念:由於城市化程度較高,致使全球仍有過半的人口仍居住在空氣污染地區,長期而言足以危害公共健康和造成環境損害。此外,交通運輸問題導致汽油和柴油等傳統燃料,燃燒時會將有害氣體排放到大氣中形成有害物質。不過,氫動力燃料電池電動汽車除了水、暖空氣外不會再排放其餘有害物質,符合當前公共衛生及健康安全的觀念,也符合國內公衛、環保團體對乾淨能源使用的期待。

氫能源普及使用並非萬無一失,涉及因為昂貴基礎建設及生產成本,以及氫與電之間的轉換效率低下,氫能作為未來的能源技術也是依各國能源政策轉型的態度而定。近年來,由於氫能源的應用領域大增,氫氣迅速補充相當便捷好用,發電應用、產業應用、交通應用為氫能源最主要應用領域。氫能源主要可發揮潔淨、便利、安全、經濟等特性,因為氫氣是屬於氣體的特性,可藉由壓縮方式再搭配所需續航里程的鋼瓶,抑或裝置燃料管路可作出各種形式之應用。尤甚,臺灣的能源政策社群被「反核」VS「擁核」的激烈對抗導致社會撕裂,氫能作為新型態的能源發展,應當不會有「反氫」VS「擁氫」激烈對抗。

作者:林士清

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