氫氣產製後的儲存運送的安全與經濟性是發展氫能源產業供應鏈的重要關鍵。因此,需要慎重考慮如何有效率且安全的運送氫能源,而這也與後續氫氣的應用領域密切相關。
氫氣常用的運送方式有兩類,一是運氫車輛,將氫加壓或液化後,以特殊的罐裝拖車運送至目的地;二是供氫管線,直接將氫氣注入特殊材質的專門運氫管線,或是注入現有的天然氣管線。目前運送模式仍是以運氫車輛與船舶為主,歐洲已部分實現由供氫管線來輸送氫氣。然而,不管是以何種方式儲運,都需要經過加壓的過程,這是相當耗費能源的,且儲運氫氣的車輛、管線、容器可能會產生氫脆的現象。因此,在材料選擇有限與劣化耗損程度過大的情況下,致使成本提高,而降低其市場競爭力。
於是,可將氫氣轉化為各式的氫能源載體,例如液氨與有機儲氫化合物。液氨運送通常以輪船為主,儲運模式及基礎設施與石油、天然氣相近,相當成熟。另外,液氨儲存所使用的減壓或常壓容器安全性較高,成本也相對較低,更適合大量的運儲需求,但儲運時仍須注意氨氣的毒性與逸失。值得提醒的是,液氨與有機氫載體的儲運操作方式皆需耗用不少的能源,因此目前仍是以減少儲運成本為技術開發的方向。在能源轉換效率與儲運成本之間的競爭,何者在各類應用領域上更可實現規模經濟,將決定未來何種方式可邁入商業化。
在應用領域方面,氫氣可提供各項工業製程使用,半導體的製程也需要使用氫氣,也可用於合成零碳的氨燃料氣、低碳的甲烷燃料、或是其他石化產品等。此外,氫氣是環保新能源,可用於發電和燃料電池,氫能燃料電池除了作為交通載具,也可以是一種發電裝置,以氫作為燃料來源,也是一種穩定供電甚至季節性儲能的設備。
台灣已將氫能納入製造部門的產業轉型策略,希望導入氫能發電,燃氣CCUS等淨零科技,結合公部門與國營事業資源,共同合作規劃氫能源的發展政策及應用。因此,台電公司於2022年4月和西門子能源公司簽署混氫技術合作MOU,將於興達電廠既有燃氣機組導入低碳氫氣混燒技術,目標2025年達成興達電廠氣渦輪機混氫5%發電示範。另外,2022年底也和三菱簽署氨氣混燒技術MOU,於林口電廠推行混燒5%氨氣示範計畫。中油公司推動的首座移動式加氫站,則預計於2024年底建置完成。鋼鐵業的中鋼採取氫能煉鋼以及半導體業的製程副產氫再利用也都依照著具體計畫逐步推動,以期能加速台灣氫能技術與產業的發展。
氫氣是未來可行的潔淨能源選項,現階段已可達到大規模生產與儲運,但高昂的成本使得要廣泛採用仍然面臨著巨大的挑戰。
林仁斌 (台灣環境保護聯盟學術委員)
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