字級:
小字級
中字級
大字級

混氫發電技術是什麼?充氣20分鐘、續航力450公里,氫能公車未來會滿街跑?

台灣制定2030年全台近2萬輛市區公車全面電動化,但根據交通部統計查詢網截至今年7月統計,全台電動公車數量1,382輛、占比約12%,代表未來7年還有超過萬輛燃油公車準備汰換。

面對電動化進度落後,氫能車會是新的解決方案嗎?關鍵的氫燃料電池成本如何降低?國內兩家新創公司各自提出終端的氫能應用。

為何電動巴士普及率低?氫能車有什麼好處?

在巴士客運業擁有20年經驗的彩碤新能源董事長鄭英豪,2021年以開發氫能巴士作為創業題目,創立彩碤新能源,他訪遍國內各大客運業者、交通顧問後,發現鋰電動巴士無法普及背後的原因,可以總結為三大課題。鄭英豪_彩碤新能源董事長_2023_09_20_蔡仁譯攝-6.jpeg

彩碤新能源董事長鄭英豪表示,會跟國內客運公司推動氫能巴士合作示範線,目前有意願的客運業者超過10家

首先,是安裝充電設施隨之而來的成本問題。燃油公車轉換成電動巴士,業者需加裝充電樁設施,場地面積也要擴增,一輛車的使用面積約從20坪增加到30坪。除了充電樁安裝的成本,租金成本也會增加。

其次,電巴充電時間需6至8小時,對於營運調度相當挑戰,若是夜間充電,還需派遣相關人員管理,增加成本支出。

最後則是資源分配的問題,充電牽涉到地區電網的電力分配。過去台北市內湖就曾發生過49輛已經掛牌卻無法上路的電動公車,主要是電力分配無法即可滿足。鄭英豪也提醒,未來客運業者還需要思考如何處理廢電池的問題。

氫能公車續航力達450公里,加滿氫氣需花20分鐘

電動巴士存在的問題無法立即解決,必須靠科技來突破,氫能巴士有機會是解答。台灣首輛國產氫能巴士裸車原型車在今年5月亮相,正是由彩碤新能源所打造。這輛氫能巴士車上安裝28公斤的氫瓶、續航力達450公里,加滿氫氣約需20分鐘。

不僅加氫速度快,且不需廣設充電樁,未來客運業者只要到中油或民營加氫站,就能補充能源;目前彩碤正積極在跟中油討論,共同推廣氫能發展。

彩碤新能源氫能巴士
氫能巴士車頂安裝28公斤的氫瓶,續航力達450公里

彩碤初步會與國內客運公司規劃氫能巴士的示範線,目前有意願的客運業者超過10家;至於海外市場則會採取整車輸出或OEM(代工生產)合作模式,合作對象包含澳洲、美國等。

目前彩碤推出的氫能車國產自製率達60%,但氫能車關鍵零組件供氫模組(氫瓶)主要採進口,4支氫瓶價格高達200萬元。雖然氫瓶占據大部分的進口成本,但鄭英豪仍看好,台灣是全球生產複合材料的重要基地,目前已有多家廠商投入氫瓶開發,一旦台灣開發成功,氫能車的自製率可拉高到75%。

彩碤新能源氫能巴士
目前彩碤推出的氫能車國產自製率達60%,但氫能車關鍵零組件供氫模組(氫瓶)主要採進口。

彩碤的氫能車預計2024年底到2025年第一季至第二季量產,今年9月底進行為期6個月的道路測試, 未來氫能車瞄準大型商用載具應用,包含巴士、大型物流貨卡與垃圾車等 

「混氫發電」是什麼?可以降低氫能巴士燃料成本嗎?

對比彩碤直接開發整輛氫能巴士,另一家專攻汽車電子零組件的車王電子,與旗下電動巴士製造商華德動能,投資氫燃料電池新創氫豐綠能(下稱氫豐),由於一輛氫能巴士售價約2,000萬元,相較電動巴士貴了一倍之多,為了降低關鍵零組件氫燃料電池成本,氫豐投入「混氫發電」。

什麼是 混氫發電 ?過去燃料電池都是使用99.99%純氫發電,氫豐則能做到用純度50%的氫氣來發電。混氫來源為化工、半導體廠排放的「廢氫」回收再利用,由於取得容易,售價更比純氫低了三分之一。

氫豐綠能總經理李鈞函說,氫能發電一度電成本高達20元,主要成本來自:燃料、設備成本。燃料指天然氣、甲烷,甚至是水;設備如產氫機、發電機,其中氫能發電又以燃料成本占大宗。

氫豐思考,使用純度50%氫氣取代純度99.99%氫氣,同樣能用來發電,只不過初期混氫燃料電池的設備成本仍較高,但混氫所發出來的電與純氫發電無異。

金屬板混氫燃料電池
氫豐研發出降低氫燃料電池的雙極板材料成本,透過「金屬雙極板」取代傳統石墨,同樣可降低約三分之一成本

另一項技術是氫豐研發出降低氫燃料電池的雙極板材料成本,透過「金屬雙極板」取代傳統石墨,可降低約三分之一成本,解決石墨材料成本高的問題。

不過在氫能的終端應用上,車王電子董事長蔡裕慶認為,不能只單看車輛載具,尤其鋰電池技術進展快速,目前鋰電池車續航力可跑500公里,2026年就接近1,000公里,「 這代表今天認為鋰電池做不到的事情,到了2026年會有很大的突破。 

換言之,當純氫燃料電池成本仍處於高昂,一方面鋰電池車效能又大幅提升的情況下,重砸資源開發氫能載具,不是車王電的首要目標,因此車王電第一階段瞄準的是工業的發電應用。

「混氫發電」可以用在哪?初期瞄準工業應用,安裝在半導體、石化廠

現階段氫豐有能力打造出30kw~120kw(瓩)混氫燃料電池設備,直接在半導體、石化廠場內安裝,對半導體廠來說,過去廢氫都是直接燒掉,現在透過混氫來發電,達到循環再利用與發電,也有助提升企業ESG形象。

目前半導體廠主要安裝500kw混氫燃料電池設備,由4台120kw混氫燃料電池設備組成,但即使是500kw裝置容量,也不到廠內5%的用電,僅能作為備援電力。

由於半導體、石化業者都高度重視安全性,氫豐的混氫燃料電池已取得第三方驗證機構德國萊茵TUV的安全認證。

車王電子董事長蔡裕慶
車王電子董事長蔡裕慶認為,日、韓在發展純氫燃料電池技術相當成熟,台灣難以超越;因此車王電透過在台灣半導體產業的優勢,研究出另一種「混氫發電」的技術。

蔡裕慶盤算,當工業應用的混氫燃料電池設備的系統整合能力成熟後,再把混氫燃料電池導入車輛載具上就更容易。

不過混氫發電要走到商業化,氫豐認為至少做到一度成本5元以下,大概還需要3到5年時間。氫豐同步研究怎麼擴大混氫來源,除了搜集工業廢氫外,甚至是利用廢棄物發電轉成氫氣來當料源,才有辦法降低成本。

一旦混氫發電能夠普及,台灣有望是全球第一個打造混氫發電技術的國家,「我們其實很幸運,台灣剛好是半導體重鎮,才能有這樣的場域來進行驗證。」李鈞函說。

資料來源:數位時代

TOP