推動永續零碳氫能發展邁向淨零轉型
台經院
2024/02/06
|
永續零碳氫，淨零轉型關鍵元素
氫是宇宙中最豐富的元素，也是成熟的能量載體。氫在使用時不排放溫室氣體，於淨零經濟中具有巨大潛力。永續零碳氫是以幾乎不產生溫室氣體排放的氣候友善方式產製氫氣，其碳足跡遠小於傳統氫製造程序。利用再生能源或實施碳捕獲、再利用與封存(CCUS)的化石燃料產生的清潔氫氣，可以協助長途運輸、化學品和鋼鐵等較難減少溫室氣體排放的產業達成去碳化，此外也為能源儲存和分配提供清潔及永續的解決方案，例如電力轉天然氣、混入天然氣網路以及透過渦輪機或燃料電池再轉換為電力。此外，也可改善再生能源間歇性所帶來影響和可靠度，並透過創新電解槽運作進行尖峰負載管理平衡電網。
國際永續零碳氫推動政策
德國政府於2020年公布「國家氫能戰略」(The National Hydrogen Strategy)，其目的在建立對應氫能技術、生產、存儲、運輸、基礎設施及終端使用等面向的綠氫市場以及其價值鏈，推動創新事業與投資市場。該戰略設定2030年電解綠色氫能達到10GW的發展目標，規劃透過以再生能源電解製氫，實現真正零碳排放。電解水技術為德國氫能產業政策的重要組成，該技術不僅作為海外生產所需的氫能工具，也是為電網提供更多靈活調度可能性的選擇，以及作為國際出口市場向再生能源過渡的核心技術。
2022年美國能源部發布「國家潔淨氫能戰略與路徑草案」(National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap [Draft])，於技術面和經濟面制定具可行性之國家戰略與路徑圖，以促進潔淨氫(Clean Hydrogen)的大規模生產、加工、運輸、儲存和使用。該方案設定美國短中長期至2050年對潔淨氫能需求與應用的設想情景，設定三項2022~2036年氫生產領域短中長期目標：(1)潔淨氫戰略性應用：2030年達到每年十萬公噸潔淨氫；(2)潔淨氫成本降低：2026年利用電解技術提升，降低成本至每公斤兩美元，2031年降低成本至每公斤一美元；(3)區域網絡建構：布建四座以上潔淨氫樞紐中心(Hub)，並加速擴大規模。
2023年日本經濟產業省自然資源和能源署辦理「第31回氫能與燃料電池戰略協議會」(第31回水素‧燃料電池?略協議?)，從未來日本國內氫需求量，探索水電解槽製氫、氫海上運輸構建國際氫供應鏈、去碳發電／燃料利用、促進氫能交通運輸普及、燃料電池應用等主題。另外，日本政府依據「面向實現GX（綠色轉型）的基本方針」以2030年及2050年日本氫氣和氨（氨當量）需求量，規劃氫／氨產業未來十年的發展路徑圖，將透過建構供應鏈與基礎建設，打造規模化、強韌的氫供應鏈（製造、運輸、利用）。新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)於2023年修訂「NEDO燃料電池／氫技術發展路徑圖」，著重於水電解技術、移動載具(FCV/HDV)之燃料電池技術、與固定式燃料電池技術。
2021年8月英國政府公布「英國氫能策略白皮書」(UK Hydrogen Strategy)，表示低碳氫能為不可或缺的技術，除可協助達到去碳的目標外，也需同時為能源與經濟帶來利益。2022年英國更新能源安全戰略，制定2030年考慮可負擔性與性價比下提供10GW低碳氫產能，其中至少一半來自電解製氫。另外也規劃在2025年運作或設置1GW電解製氫和1GW碳捕獲、再利用與封存製氫設施。在推廣方面，英國規劃在2025年前對電解氫進行年度分配目標規劃，在法規和市場條件允許的情況下，採用競價分配方式，達成1GW電解氫的生產或運作，為氫運輸和儲存等基礎設施設計新的商業模式。
2023年3月英國政府公布「英國淨零研究和創新框架：2022~2025年執行計畫」(UK Net Zero Research and Innovation Framework: Delivery Plan 2022 to 2025)，提出2022~2025年的重點研發計畫，包括推出兩個氫能樞紐中心，將氫與其他替代性液態燃料整合到更廣泛的能源系統中，以及開發並示範氫生產、儲存和運輸解決方案，以期帶動英國氫經濟。
國際低碳氫標準與認證發展的重要性
近年來氫能的發展受到全球關注，目前已超過30個國家發布氫戰略規劃，氫能也是我國淨零轉型「12項關鍵戰略」之一。隨著國際氫政策發展及氫供應鏈推進，低碳氫標準及相關法規完善有助於初期市場發展。歐盟執委員會於2020年7月公布「能源系統整合戰略與潔淨氫戰略計畫」，建立再生能源氫及低碳氫的認定標準，以促進低碳氫發展。2023年9月G20峰會強調推進零碳或低碳的製氫技術，建立透明和誠實的國際應用市場。
歐盟碳邊境調整機制(CBAM)已於2023年10月開始試行過渡階段，氫是受管制商品之一。CBAM相當注重於產品製造過程所產生的排放，在CBAM過渡期，申報者需提供個別製程所產生之排放進行計算，間接排放是必須申報內容之一。目前國內尚未有氫之碳含量計算標準，考量國內未來鋼鐵及其製品出口所面對的跨境碳費，建立與歐盟具有一致性的氫碳含量標準至關重要。
低碳氫來源證明系統及管理制度是氫能初期市場的推動者，建立具可信度的低碳氫來源證明系統及管理制度，保證低碳氫生產及消費之質量平衡，明確低碳氫從生產到消費透明流向，可促進低碳氫價值鏈的發展。提供使用者氫來源相關屬性資訊，作為「低碳氫的身分證」，可提高氫附加價值，讓「使用低碳氫氣或是綠氫」有機會成為企業面對氣候保護及資源使用方面責任的新社會契約。
台灣推進永續零碳氫能科技計畫
行政院並於2023年3月核定「淨零科技方案（第一期2023~2026）」，聚焦達成國家2030淨零政策目標所需淨零科技基盤建置，透過五大領域整合推動，加速技術落地應用與導入前瞻科技研發。台灣淨零科技方案推動小組提出台灣推進永續零碳氫能科技計畫構想，以創新價值鏈規劃：(1)產官學研協作暨協調機制；(2)研發次世代氫能關鍵技術；(3)建構零碳氫能新創孵化器加速器；(4)打造永續零碳氫能科技發展樞紐示範；(5)建立永續零碳氫能初期市場形成機制；(6)促進天然氣電廠低碳轉型；(7)鏈結國際產學資源等策略共七項策略，期望可推進永續零碳氫產業生態系，整合技術及系統，建立穩定且可靠的零碳電力氫能自主系統，促進產業進軍國際供應鏈，加速淨零轉型。
|