隨著國際對氫能的關(guān)注升高，全球已進(jìn)入加速能源布局階段，臺灣若能善用自身優(yōu)勢，串聯(lián)產(chǎn)學(xué)研能量，積極參與國際合作，那麼氫能技術(shù)的下一步棋，不僅是能源的革新，更是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要契機(jī)。
隨著全球能源轉(zhuǎn)型加速、淨(jìng)零碳排成為共識，氫能正迅速躍升為下一代關(guān)鍵綠色能源。其高度靈活的應(yīng)用潛力與零碳排放特性，使其被視為推動全球脫碳戰(zhàn)略中不可或缺的一環(huán)。
儘管氫能前景可期，然而要使氫能真正發(fā)揮潛力，現(xiàn)今仍面臨不少現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)與技術(shù)的關(guān)卡，包括低成本製氫、高效儲氫材料的開發(fā)、燃料電池系統(tǒng)效能優(yōu)化等，因此下一步的部署至關(guān)重要。
氫能為能源轉(zhuǎn)型提供突破口
氫氣具有能與再生能源互補(bǔ)的獨(dú)特優(yōu)勢，尤其適用於交通運(yùn)輸、重工業(yè)等高碳排領(lǐng)域，在能源轉(zhuǎn)型過程中扮演關(guān)鍵角色。透過電解水技術(shù)將太陽能、風(fēng)電等間歇性再生能源所產(chǎn)出的餘電轉(zhuǎn)化為氫氣，不僅能大幅提升能源儲存效率，更能穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)作，緩解再生能源大量接入帶來的調(diào)度壓力。
氫能同時具備多元的供應(yīng)來源，從傳統(tǒng)化石燃料催化裂解、工業(yè)副產(chǎn)品回收，到綠色電力電解水製氫（綠氫），均可成為能源來源。其中，以再生能源製氫為長期發(fā)展重點(diǎn)，被視為最具潛力的低碳方案。
根據(jù)能源局規(guī)劃，臺灣氫能應(yīng)用將依循「短中長期」分階段部署。短期以發(fā)電與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用為主軸，氫氣來源則集中於在地料源，如事業(yè)廢棄物及沼氣。中期將擴(kuò)展至以天然氣製氫（藍(lán)氫）為主，並需配合碳封存技術(shù)。長期則以提升綠電占比為目標(biāo)，全面轉(zhuǎn)向綠氫生產(chǎn)。在應(yīng)用面上，現(xiàn)階段聚焦定置型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)；中期則朝向工業(yè)熱能需求與氫氣發(fā)電技術(shù)發(fā)展；長期將涵蓋氫氣鍋爐、電力儲能與基礎(chǔ)電力供給等更廣泛領(lǐng)域。能源局表示，未來將聚焦「科技研發(fā)」面向，開發(fā)可量產(chǎn)且穩(wěn)定性高的氫生產(chǎn)與儲存技術(shù)，並與氫氨發(fā)電、氫能應(yīng)用整合技術(shù)共同推進(jìn)。
另外，臺電公司也展開氫能整合計(jì)畫，將氫氣儲能與再生能源結(jié)合，打造具備分散式燃料電池電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)。根據(jù)規(guī)劃，預(yù)計(jì)2025年前建置臺灣首座兆瓦級綠氫整合燃料電池示範(fàn)場域，並將依據(jù)再生能源推進(jìn)規(guī)模逐步擴(kuò)展氫能佈局。這項(xiàng)規(guī)劃不僅強(qiáng)化臺灣在儲能技術(shù)的能量，也為未來再生能源密集發(fā)展提供彈性應(yīng)對機(jī)制。
氫能產(chǎn)業(yè)目前處於從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化的過渡階段。根據(jù)國際能源署（IEA）報(bào)告，全球已有超過30個國家發(fā)布?xì)淠軕?zhàn)略，許多國家都投入大量資源布局氫能供應(yīng)鏈。儘管如此，氫能普及的三大挑戰(zhàn)仍亟待克服：一是製氫成本高，特別是以再生能源電解水製得的綠氫；二是儲運(yùn)技術(shù)尚未成熟，氫氣易燃、體積大，儲存與運(yùn)輸成本高；三是基礎(chǔ)設(shè)施不足，例如加氫站數(shù)量不足，難以支援大量車輛應(yīng)用。
再生能源電解產(chǎn)氫是目前最昂貴的產(chǎn)氫技術(shù)，不過，隨著光電、風(fēng)電等發(fā)電成本下降及電解槽技術(shù)的成熟可大幅下降成本，風(fēng)電產(chǎn)氫正在興起，2021年初，Siemens Gamesa宣布與Siemens Energy聯(lián)合資助開發(fā)14 MW海上風(fēng)力渦輪機(jī)中的電解系統(tǒng)製氫。目前全球主要電解產(chǎn)氫技術(shù)有四種，鹼性電解(AE)為目前主要產(chǎn)氫技術(shù)，質(zhì)子交換膜電解(PEMEC)流程簡單效能佳，國際已有示範(fàn)場域，固體氧化物電解(SOEC)與鹼性陰 離子交換膜電解(AEM)目前技術(shù)成熟度較低，SOEC成本最高，但具最佳電解效率，為未來具潛力之電解技術(shù)。
氫能的發(fā)展需仰賴完善的技術(shù)生態(tài)系，涵蓋製氫、儲氫、運(yùn)氫、用氫等各環(huán)節(jié)。目前全球已有多個技術(shù)聯(lián)盟與跨國合作模式浮現(xiàn)。例如歐盟的「Clean Hydrogen Partnership」聚集上中下游業(yè)者與研究機(jī)構(gòu)，加速商業(yè)化落地。關(guān)於產(chǎn)業(yè)鏈上值得關(guān)注的廠商，包括：Air Liquide（法國）：在氫氣製備與供應(yīng)方面技術(shù)領(lǐng)先；Toyota（日本）：推出商用燃料電池車Mirai，並擴(kuò)展至巴士與卡車；Nel Hydrogen（挪威）：專注於電解水製氫技術(shù)；Plug Power（美國）：開發(fā)氫燃料電池解決方案，應(yīng)用於物流車隊(duì)。這些廠商串聯(lián)起的生態(tài)系，已形成從技術(shù)研發(fā)、設(shè)備製造到應(yīng)用推廣的完整體系，並推動跨業(yè)整合。
中技社在2025年3月報(bào)告指出，全球截至2024年7月已有44國設(shè)置氫能戰(zhàn)略圖。觀察世界各國的表現(xiàn)，例如美國以技術(shù)創(chuàng)新與區(qū)域性氫能中心為推進(jìn)主軸，強(qiáng)調(diào)成本降低與工業(yè)落地；英國著重建構(gòu)低碳?xì)涫袌觯{(lán)氫先行、綠氫跟進(jìn)，並強(qiáng)調(diào)實(shí)際示範(fàn)?wèi)?yīng)用；中國以「雙碳」目標(biāo)驅(qū)動，重型車、工業(yè)製程、儲能為主要應(yīng)用領(lǐng)域，地方政府積極推動示範(fàn)區(qū)，結(jié)合產(chǎn)業(yè)政策與補(bǔ)貼；歐盟則以大規(guī)模政策資助與跨境合作為核心，打造統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與區(qū)域氫能網(wǎng)絡(luò)；日本最早提出氫能社會概念，2030年目標(biāo)使用量達(dá)300萬噸，強(qiáng)調(diào)氫能與再生能源整合，主導(dǎo)亞太氫能供應(yīng)鏈布局，目前已建設(shè)超過160座加氫站等；韓國建構(gòu)2040年氫經(jīng)濟(jì)藍(lán)圖，目標(biāo)為全球前三大氫經(jīng)濟(jì)體，國家資助推動車廠與能源企業(yè)合作，加速產(chǎn)業(yè)鏈整合；澳洲成立國家氫能戰(zhàn)略，目標(biāo)成為全球氫氣出口國，規(guī)劃多個出口港口與生產(chǎn)基地，著重綠氫出口亞洲，與日本、韓國建立貿(mào)易合作。
這些國家在政策、技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施佈局上各有策略，卻都明確朝向以氫能為支柱的淨(jìng)零轉(zhuǎn)型路徑邁進(jìn)。各國雖策略不同，卻可見共通趨勢，包括政策導(dǎo)向明確，投入公共資源建設(shè)氫能基礎(chǔ)設(shè)施；重視氫能與再生能源的整合，尤其是綠氫發(fā)展；以工業(yè)脫碳與交通應(yīng)用為主要突破口；積極推動國際合作與建立區(qū)域供應(yīng)鏈等等。
| 圖一 : 氫能的發(fā)展除了仰賴完善的技術(shù)生態(tài)系，以工業(yè)和交通應(yīng)用為主要突破口。 |
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氫能技術(shù)應(yīng)用模式
氫能的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，依照實(shí)際需求與技術(shù)特性，可大致分為四大類型。首先是交通運(yùn)輸領(lǐng)域，氫能最具代表性的應(yīng)用之一是燃料電池車，其高續(xù)航、快速補(bǔ)給的特性尤其適合使用於長途運(yùn)輸或大型交通工具，目前已擴(kuò)展至巴士、卡車等車輛，甚至像是貨輪與渡輪等各類船舶，並開始評估氫動力替代傳統(tǒng)柴油引擎的可能性。氫燃料電池車具備續(xù)航長、加氫時間短的優(yōu)勢，適合長途重型車輛。德國、日本已在鐵道、公車等公共運(yùn)輸試行氫動力。
其次是分散式能源領(lǐng)域，氫能可與再生能源搭配，應(yīng)用於各類地點(diǎn)的獨(dú)立發(fā)電，例如結(jié)合太陽能系統(tǒng)供電給偏遠(yuǎn)地區(qū)的充電樁、大樓型氫燃料電池系統(tǒng)、或是大型工廠內(nèi)部自主電源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源在地生產(chǎn)、在地使用。
第三是後備電源領(lǐng)域，在通訊基站、醫(yī)療設(shè)施、伺服器機(jī)房等對供電穩(wěn)定性要求高的場所，氫燃料電池作為緊急備援電源系統(tǒng)，能夠提供可靠、低污染的備用電力，也適用於無法穩(wěn)定接入電網(wǎng)的獨(dú)立電網(wǎng)系統(tǒng)。
最後是特定市場領(lǐng)域，包括災(zāi)難發(fā)生時的緊急電力供應(yīng)、遠(yuǎn)距探測設(shè)備用電，甚至未來航空用氫燃料系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)，都是氫能在特殊環(huán)境下展現(xiàn)價值的潛力場域。這四大領(lǐng)域展現(xiàn)出氫能跨界整合的靈活性與多樣應(yīng)用性，能夠?yàn)槿蚰茉崔D(zhuǎn)型提供更多的解決方案。
要實(shí)現(xiàn)上述應(yīng)用，技術(shù)整合與政策支持是關(guān)鍵。例如氫氣與燃料電池的系統(tǒng)整合、壓縮與儲存技術(shù)的安全標(biāo)準(zhǔn)、加氫設(shè)施與電網(wǎng)的協(xié)同建設(shè)等，都是成功的必要條件。舉例來說，在工業(yè)製程中，鋼鐵、水泥等高碳排產(chǎn)業(yè)可用氫氣取代煤炭作為還原劑，達(dá)成碳中和目標(biāo)；而氫氣可作為再生能源過剩電力的儲能媒介（Power-to-Gas），轉(zhuǎn)化為氫儲存再發(fā)電，提升能源調(diào)度靈活性。
| 圖二 : 廠商串聯(lián)起生態(tài)系，已形成從技術(shù)研發(fā)、設(shè)備製造到應(yīng)用推廣的完整體系，推動跨業(yè)整合。 |
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應(yīng)用市場的機(jī)會與利基
臺灣在全球氫能浪潮中雖起步稍晚，卻擁有幾項(xiàng)關(guān)鍵優(yōu)勢，使其在特定應(yīng)用領(lǐng)域具備高度發(fā)展?jié)摿Α?/span>
高科技製造產(chǎn)業(yè)是臺灣的核心經(jīng)濟(jì)支柱，尤其在半導(dǎo)體與面板產(chǎn)業(yè)中，高純度氫氣是不可或缺的製程氣體。臺灣已建立起穩(wěn)定的氫氣供應(yīng)與儲運(yùn)體系，若能進(jìn)一步導(dǎo)入綠氫或潔淨(jìng)氫源，不僅可降低碳足跡，也為高科技產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型綠色製造創(chuàng)造條件。
其次，在智慧交通方面，臺灣都市密集、交通路網(wǎng)發(fā)達(dá)，適合於固定路線的公車、垃圾車、物流車等固定路線先行導(dǎo)入氫燃料電池技術(shù)。此類應(yīng)用有利於集中設(shè)置加氫站，降低初期投資成本，加速技術(shù)落地。再者，臺灣的離島地區(qū)，例如澎湖、金門與蘭嶼，長期面臨能源輸送困難與成本高昂的問題，若能結(jié)合離岸風(fēng)電與氫能儲能技術(shù)，打造分散式微電網(wǎng)，不僅可提升能源自給率，也有助於提升電力系統(tǒng)韌性。
臺灣在精密機(jī)械與材料科學(xué)領(lǐng)域具備先進(jìn)的研發(fā)實(shí)力，具潛力發(fā)展燃料電池關(guān)鍵零組件，例如膜電極組、雙極板與氫氣感測器，進(jìn)一步切入全球氫能供應(yīng)鏈，成為亞太區(qū)的重要零件供應(yīng)基地與創(chuàng)新中心，進(jìn)而在全球綠色能源轉(zhuǎn)型中找到關(guān)鍵定位。
結(jié)語
放眼未來，氫能科技應(yīng)用市場供應(yīng)鏈可能必須因應(yīng)氫能社會態(tài)勢隨需應(yīng)變，藉以滿足高科技製造業(yè)製程轉(zhuǎn)型需求，以及有效掌握新世代陸海空氫能運(yùn)輸發(fā)展的機(jī)會與契機(jī)，氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)廠商若能在生態(tài)系當(dāng)中互補(bǔ)、合作與共創(chuàng)，將延續(xù)科研技術(shù)成果及擴(kuò)大商用化、規(guī)模化，甚至強(qiáng)化國際合作機(jī)會，導(dǎo)入更多的氫能生產(chǎn)體系，甚至因應(yīng)未來能源結(jié)構(gòu)需求，成為季節(jié)型再生能源調(diào)和技術(shù)。
如此能夠在未來再生能源量大而間歇性階段時進(jìn)行補(bǔ)充，穩(wěn)定電力輸出，從而達(dá)到削峰填谷、平衡電網(wǎng)的成效，並且進(jìn)一步打造良好的氫能應(yīng)用服務(wù)，完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。另外，要讓每小時的電力需求都有潔淨(jìng)能源的供給，除了需要多元的能源來源，若是透過碳智慧運(yùn)算平臺輔助，將可協(xié)助將運(yùn)算工作負(fù)載到潔淨(jìng)能源充沛的地點(diǎn)和時段，並執(zhí)行跨區(qū)域轉(zhuǎn)換、提高能源的使用效率。
隨著國際對氫能的關(guān)注升高，全球已進(jìn)入加速布局階段，在全球綠色競賽中，臺灣如何搶得先機(jī)？氫能不只是發(fā)電的替代選項(xiàng)，更是重構(gòu)能源生態(tài)系、實(shí)現(xiàn)永續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵拼圖。未來能否在這場全球綠色革命中搶得先機(jī)，將取決於技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)聯(lián)動與政策連貫的協(xié)同進(jìn)展。臺灣若能善用自身優(yōu)勢，串聯(lián)產(chǎn)學(xué)研能量，積極參與國際合作，那麼氫能技術(shù)的下一步棋，不僅是能源的革新，更是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要契機(jī)。
