全球面臨氣候變遷的嚴峻挑戰，淨零排放早已是各國一致的共同目標，綠色能源也成為許多國家發展的重要項目之一。而在眾多可替代化石燃料的技術中，氫氣能源引起了廣泛關注，被視為解決能源問題的關鍵解決方案。特別是台灣一直以來過度依賴火力發電，導致碳排量居高不下，亟須增加綠能應用來降低碳排，但在綠能轉型的路上，不少人都憂心缺電的情況會再次發生。而氫能的特性，正可為台灣能源問題帶來一線曙光，藉由將自然能轉換為可儲存的綠氫，將有機會解決「受到天氣影響，導致綠能供應不穩定」的問題。
氫能源是什麼？氫氣能源種類、特性簡介
氫氣能源（hydrogenic energy），是一種以氫作為原料，透過燃料電池將化學能轉換為電力供人們使用的能源取得方式。不過，由於氫氣是易燃氣體，大眾對氫能的安全性容易因此產生疑慮，擔心運輸或產電過程不慎可能會引發爆炸。實際上，氫氣產電是以緩和的「氧化還原反應」進行，並非透過「燃燒氫氣」來產生熱能，因此也不會有引燃的風險。而相關的氫氣儲存運輸技術，在工業運用上也有多年的實踐，各種管線、儲存設施及技術都相當成熟，從安全性的角度來看，是相當值得信賴的。
不過氫原子具有高度活性，一般會以化合物的形式存在於大氣中，例如常見的水（H₂O）、甲烷（CH₄）、乙醇（C₂H₆O）等，因此，想要利用氫能發電，就需要先將氫（H2）從以上化合物中提取出來，而目前廣泛應用的製氫技術，有電解法與蒸氣重組法兩種。
電解法
電解法顧名思義是將水進行電解，使氧離子與氫離子分開，以此來取得高純度氫氣。由於水為再生資源，若電解法的電力來源也能採用再生能源，就能實現真正的綠色能源，這也是各國綠色能源政策積極發展的方向。
蒸氣重組法
使用煤氣（CO）或天然氣（CH₄）加水蒸氣（H₂O）進行化學反應，產生氫氣（H₂）及一氧化碳（CO）或二氧化碳（CO₂），此種方法會排放大量碳元素到空氣中，是目前工業常用的製氫方式。
由於氫氣無色無味，我們會再根據氫氣的製作方式，加上顏色後進行區分，常見的有以下3種類型：
●灰氫
此為目前最常見的氫氣製作方式，大多數工業用氫都是以這種方式製造。此法的製氫原料為天然氣與水蒸氣，透過化學反應轉化出氫氣，成本相對來說較低，但同時也會排放大量二氧化碳，與目前的國際綠能趨勢背道而馳。
●藍氫
藍氫與灰氫一樣，同為利用石化燃料產生氫氣，但在排放碳的過程中，會加入「碳捕集（或稱碳捕捉）程序」，將產生出的二氧化碳封存，降低對大氣的污染。簡單來說，只要在氫氣製作過程中，加入碳捕集技術的氫氣，就能稱之為「藍氫」。
●綠氫
原料為水，利用再生能源將水電解後產生氫氣，過程中幾乎不會產生碳排量，是最環保的氫氣製造方式，但因為再生能源的產能不穩定，也是目前成本最高的氫氣。
雖然將電力轉為氫能儲存的技術已經相當成熟且安全，但礙於再生能源及製綠氫設備成本高昂，導致綠氫售價偏高，尚難以普及到工業應用，而灰氫、藍氫，在製作過程中又會產生碳排，對環境仍會造成一定負擔。因此，目前氫能仍被歸類為「準綠電」，而非真正意義上的「綠色能源」。長期關注台灣氫能佈局的民進黨立委趙天麟呼籲政府，不單要注重再生能源的「綠氫」，也需要將有減碳功能的灰氫、藍氫納入氫能發展考量，才能加快氫能產業鏈的發展，擴大產能、促成規模經濟，進一步促使氫能普及，讓所有人都受惠。
氫氣能源取得氫氣的方式。圖片來源：shutterstock
氫能發電能帶來什麼影響？台灣氫能布局概況
2015年各國通過《巴黎協定》，目標2050年實現「淨零排放」，讓地球不再發燒。而2021年世界地球日時，蔡英文總統也宣布，台灣企業需跟上世界腳步，並於2050年前實現「綠色轉型」，與全世界一起為達成淨零碳排而努力。
淨零排放首要目標為減少碳排量，其中，工業、交通使用石化燃料的碳排量，就佔了全球碳排量的6成，亟須尋找低碳排能源替代。而不會產生碳排、易於調度的氫能，就成為替代石化燃料的最佳首選。台灣在2022年已將氫氣能源應用，納入「淨零12項關鍵戰略」中的重點項目之一，並建立「氫能推動小組」，從氫氣應用、氫氣供給、氫氣基礎設施，3面向布局8項推動氫能的措施。
日前，台電與多家公司合作，導入氫能技術的測試與研發，同時，中油也在興建加氫示範站，政府則負責穿針引線，輔助並協調各單位配合。由此可見政府對於推動氫能的積極行動與決心，而多家企業也順著趨勢，開始評估廠房改建計畫與氫能運用方式。這次的能源革新，不僅將改善環境，也啟發了許多產業進行綠色轉型，或許用不了多久，氫能將普及到生活周遭的每個角落，讓我們的生活更加美好。
如何掌握氫能再生能源？從氫能巴士到半導體產業，發現更多綠能價值
氫能巴士加氫站示意圖。圖片來源：shutterstock
氫能未來將成為石油經濟體系的替代品，這使世界各國不得不重新審視能源政策，例如首當其衝的石油輸出國，正積極尋求他國合作，以「轉型為氫能輸出國」為目標。而擁有豐富再生能源的國家，也積極提升綠氫產量，為淨零碳排盡一份心力。在各國的活躍參與及努力下，氫氣產能正穩定提升，但為什麼氫能會如此重要，全世界都在積極發展呢？以下5點原因相信能幫助各位解惑。
1.氫燃料電池反應後僅會產生水，不會與碳結合排放至大氣中。
2.氫氣可以透過電解水來取得，不用擔心會有資源枯竭的一天。
3.氫可作為電能的載體，且具有容易調度及長期儲存的特性。
4.氫氣透過氫燃料電池每公斤產生的能量，是石油的3倍、天然氣的5倍。
5.氫氣不僅能作為能源，同時也是化工產業的重要原料。
雖然目前綠氫價格過高還無法普及，但在各國政府與民間單位的努力下，未來綠電瞬間產電量提升後，就能透過水電解的方式產生綠氫，將多餘的再生電能轉化為氫保存，並輸送至需要的場所使用。
氫能技術的應用與發展
國外氫能早已進入商轉運用的階段，將其應用在各種交通運輸、工業產電上。以氫能巴士為例，同樣行駛450公里，電能巴士需要花費6～8小時來進行充電，才能補足能源，而氫能僅需10～15鐘填充氫氣即可完成，中間省下來的時間，就足以再跑約450公里的路程了。由此可見，氫能所提供的電量有多可觀。
台灣國會氫能與潔淨能源促進會發起人趙天麟立委也認為，公共運輸業者在面對「公車全面電動化」的浪潮躊躇不前的原因，在於目前鋰電池充電較為緩慢，會影響到公車班次的調度，若能改用氫燃料電池，就可以解決這個困擾，但電池造價高，政府需要考量是否提供補助，讓業者願意更換氫燃料電池，才能加速公車全面電動化。
此外，台科大永續能源發展中心團隊，近期研究發現，使用工業廢水碘廢液電解製氫，過程僅須耗費電解水一半的能源，還可以回收碘，重新再利用，這對於需要處理碘廢液的產業將是一大福音。未來實驗團隊也將嘗試使用乙二醇、銅廢液等化合物進行實驗，讓製氫過程產生更多的附加價值。
臺灣氫能源發展趨勢｜趙天麟立委對於氫能政策的願景
氫能產業是未來備受矚目的綠能趨勢，台灣也正在為達成2050年零碳排目標努力，積極研究氫能的未來規劃，預計2023年底就會開始實際使用氫能車與加氫站。而近期成立的「台灣國會氫能與潔淨能源促進會」，由趙天麟立委發起，獲得朝野跨黨派立委的支持，邀請40多位立法委員與產業相關人士共同成立，一同督促氫氣能源產業鏈的發展。而促進會期許能成為台灣推動潔淨能源的資源彙整平台，除了積極立法、推動政策外，更希望能教育民眾氫能相關知識，解除民眾對氫能安全性的疑慮，更會持續與其他國家交流氫能發展經驗，讓台灣與世界同步。
在成立大會上，趙天麟立委表示，美國、歐洲、日本、澳洲、韓國等國家已經推廣氫能產業多時，我們可以從各國氫能相關法規、基礎設施的建設以及獎勵研究措施來借鏡參考，並妥善運用台灣完整氫能產業供應鏈的優勢，產出符合低碳標準的藍氫、綠氫，加強對餘氫純化技術的運用能力。同時出於戰略考量，建議與日本共組「能源安保航線」，加深兩國合作關係，繼而一同面對未來可能的威脅。
氫能發展刻不容緩，只要產、官、學、研能一同努力，並積極擴展氫氣能源產業鏈，台灣將有機會成為氫能大國，在全球能源發展上佔有一席之地。
資料來源：風傳媒
