台灣燃料電池與綠氫產業發展前景

全球30個國家已建立氫經濟發展政策。圖/美聯社

文/詹世弘 元智大學終身名譽講座教授

2021日本排除國內嚴重疫情與民眾反對聲浪,堅持奧運舉辦並以史上第一支氫能聖火揭開序幕,象徵日本舉全國之力領先國際跨入綠色氫經濟世代。Hydrogen Council(包含100+世界大公司CEOs推動未來能源轉型為氫經濟組織),呼籲各國政府以投資氫經濟為COVID-19後經濟復甦之計畫,以氫科技發展未來更為強健、環境適應力與永續發展的碳中和經濟。氫經濟於2050年佔全球能源使用與貢獻碳中和約為18%。在達成此目標時,更需全世界的合作與積極作為。

據知名能源期刊International Journal of Energy Research主編Ibrahim Dincer所述,人類經濟活動因新冠肺炎爆發減緩意外造成各地生態恢復,正式敲響碳經濟(Carbon Age)的喪鐘,取而代之將是調節再生能源穩定供電的氫(能)經濟(Hydrogen Age)。

Hydrogen Council 在 Hydrogen insights update(15 July, 2021)報告中,由於中國與美國等相繼加入碳中和規劃宣示中,全世界已有90國家,代表80%全球GDP,主要以再生能源與電動車結合氫能經濟的發展路程規劃,達成碳中和目標。

其中30國家已建立氫經濟發展政策。預期到2030年,將有500Bn投資規模(359 announced Hydrogen Projects),其中已經進入成熟規劃投資與建置階段已有150Bn。在歐盟、英國、中東國家、美國、智利、澳洲及中國等,都有GW以再生能源電解產(綠)氫計畫的規劃與執行。以綠氫、低碳氫能生產廠,氫氣應用在鋼鐵、石化工業、肥料等減碳生產、加氫站與燃料電池車輛應用,以及氫氣網絡的管路與卡車運輸基礎設施等投資。 

放眼台灣氫能與燃料電池相關的產業發展,主要運作組織為台灣氫能與燃料電池夥伴聯盟,由產業界與政府研發單位組成,目前有53單位參與,包括國營企業中油、台電、中鋼等,以及幾家氣體公司與燃料電池相關上中下游產業公司,這些企業近20年發展,已為目前台灣氫能與燃料電池產業全貌。

能源局於2013年間投入約台幣3億元、3~5年燃料電池示範計畫執行,誘發一波氫能與燃料電池產業投資。近幾年政府投入,以小規模的產業研發補助計畫為主。與日本、韓國、中國大陸等,在氫能的國家政策的產業推動,政府與產業大規模投入的資源經費,幾乎是天差地別,顯示台灣目前在氫能產業發展的危機與弱勢。另外台灣中小企業中產業供應鏈,已打進國際營業規模最大高溫固態氧化物SOFC燃料電池公司-Bloom Energy,該公司目前年營業額約8億美元,上游材料、零件與關鍵的電堆模組焊接組裝,有7~8成為台灣OEM廠執行,年約有台幣50~100億元的產業營收規模。

元智大學2000年成立燃料電池中心,引進燃料電池科技,開始台灣產學發展,也開啟台灣研究燃料電池風氣,培育燃料電池人才,也引導台灣產業投入,形成燃料電池新產業聚落。幾年來研發成果獲得肯定,並獲科技部(102~107年)氫能與燃料電池產學小聯盟計畫補助,以及科技部頒發土木能環組第一名。

然目前台灣氫能產業面臨燃料電池市場太小、沒有明確氫能發展 Roadmap、氫能基礎設施建置困難及目前綠氫成本、價格沒有市場競爭力,需政策補助,這些都是氫能產業目前遇到的瓶頸。台灣未來氫能產業契機以綠氫半導體發展,滿足半導體業2030碳中和目標。現有產業之轉型,如綠氫煉鋼技術等產業發展、提升台灣產業出口競爭力,建立綠氫國際產業鏈等新產業契機。

台灣在這部分的發展,建議可參考世界其他先進國家已訂定氫能 Roadmap。訂定如台灣的再生能源法,保證收購與減碳補助辦法,產業項目包括燃料電池用於發電、運輸、儲能應用,與綠氫生產的國家補助政策與辦法。建立區域的示範系統,各縣市示範區補助策略,例如氫能燃料電池Bus或其他載具的示範產品、加氫建設、綠氫生產廠等等,如韓國有四個示範地區,示範不同產業項目。

另外,持續技術研發與市場創新投資,除了政策法規、基礎設施建立外,根源問題還在於技術與產品,需要持續投入創新研發資源,以降低成本、提升市場競爭力,投入國際市場的技術研發項目也很重要,包括燃料電池上游關鍵元件技術,燃料電池系統,綠氫生產技術,結合再生能源的儲氫技術,例如離岸風電的產氫或儲能技術。

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