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氫能源擁有乾淨、高能量密度、多樣化應用等特點,根據國家發展委員會的「2050淨零排放路徑規劃」,氫能源被視為台灣實現淨零排放的重要解決方案之一,其使用過程僅排放水而不產生二氧化碳,尤其是綠氫,製造方式是由再生能源電解水所產生,在製造過程中幾乎零碳排放,因此氫能源被認為是實現碳中和的關鍵技術。
氫氣的最大優勢在於能夠儲存多餘的可再生能源,如風能和太陽能,並在能源需求高峰期將儲存的能量轉化為電力,有效解決再生能源供應間歇性的問題。此外,氫氣可透過多種來源製造,包括其他再生能源與核能,降低了對單一能源的依賴。
在工業領域,氫能源已廣泛應用於鋼鐵製造和化工產業。而在交通運輸方面,由於氫氣的質量能量密度高(約120MJ/kg),相較於汽油(44 MJ/kg)和天然氣(55MJ/kg),相同重量的氫氣可提供二至三倍的能量,因此在需要輕量化燃料的長途運輸工具(如卡車、火車、船舶)中具有優勢。氫燃料電池的能量轉化效率在特定條件下可達60%~70%,遠高於內燃機的30%~35%。
國際能源總署(The International Energy Agency, IEA)於2024年全球氫能報告指出,隨著電解槽技術的進步,2030年全球電解槽產能將達520 GW,氫能源供給量將達到4,900萬噸,顯示氫能源有潛力在未來十年內輔助全球達成淨零排放目標。
在國際間,加拿大的AVL Fuel Cell Canada Inc.於2023年研發出水噴射技術,不只降低汙染,更提升氫能引擎性能,在不使用化石燃料的情況下,仍可輸出410匹馬力。韓國現代汽車的「Xcient Fuel Cell」氫燃料電池重型卡車,自2020年起已在歐洲累計行駛超過1,000萬英里。
此外,豐田汽車在2014年就推出全球第一款氫能電池汽車,其氫燃料技術也成功應用於重型巴士和商用車輛,旗下的氫燃料電池巴士「H2 City Gold」目前已在歐洲多個國家城市成功運行。以上案例,顯示出氫能已具商業化應用的可能性。
在台灣方面, 2023年7月起,政府已將氫燃料正式納入「能源管理法」,讓氫燃料供應和使用受到規範;企業界也積極參與,例如台達電子與英國Ceres Power合作,開發固態氧化物燃料電池和水電解製氫系統。此外,中油公司於高雄建置示範加氫站,支持氫能供應鏈發展,推動氫燃料巴士的應用。
雖然氫能源相較於其他再生能源仍面臨較多挑戰,主要包括生產成本高和安全性問題,但在台灣能源轉型中仍扮演重要角色,有助於穩定再生能源供應,降低碳排放,並在工業和交通運輸領域提供高效能源解決方案。隨著技術進步和政策支持,政府和企業若能攜手推動氫能產業發展,完善基礎設施,並提升社會對氫能的認識與接受度,能更進一步達成2050年淨零碳排目標。
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