在經濟部能源局支持下,工研院與工程設備大廠帆宣、氫能源商亞氫動力三方,共同簽署製程餘氫回收發電合作備忘錄。圖/工研院提供
在經濟部能源局支持下,工研院與工程設備大廠帆宣、氫能源商亞氫動力三方,共同簽署製程餘氫回收發電合作備忘錄。圖/工研院提供
工研院工業製程餘氫發電技術
工研院工業製程餘氫發電技術

在2050年淨零碳排的目標下,除了提高再生能源如風力、太陽能的比例,加速氫能應用發展,也被各國視為零碳排的最後一哩路。國際能源署(IEA)「2050淨零碳排報告(Net Zero by 2050)」指出,若要達成淨零碳排,2050年全球氫氣需求量預估需達5.3億噸。IEA亦預估,從現在起至2050年將會是全球氫能產業發展的關鍵階段,在各國高力度政策支持下,於2050年氫氣應用在全球最終能源使用占比將大幅提升至13%,成為下一世代重要的能源之一。

氫能為全球先進國家重點發展之綠能科技之一,例如鄰國日本早已致力於氫氣供應鏈上的技術突破,包含興建如國際氫氣運輸儲能系統、氫能電廠等,更投入研發氫能動力火車等大型運輸載具。能源出口國澳洲,也已投入數十億美元在主要區域建立綠氫工業中心,以期能將澳洲豐沛的太陽能與風力資源,以氫氣作為能源載體方式輸出各國。然而,氫能的儲存與跨國運輸不易,無論自身生產或是大量進口綠氫,都亟需開始建設加氫站、氫氣接受站等基礎設施。

值此關鍵時刻,工研院為協助政府擘劃氫能發展策略、協助產業布局,並考量氫能發展涉及整體能源產業面向,整合院內跨領域單位,進行2050我國氫能發展策略規劃,並邀集國營企業、國內氫能產業專家等13個單位組成國內氫能專家諮詢小組,討論相關策略規劃包含國際經濟評估、氫氣來源、基礎設施、氫氣應用以及法規標準等方向,希望盡早部署氫能發展策略,帶領臺灣迎接2050淨零碳排挑戰。

在臺灣氫能發展方面,工研院建議以減碳為主要目的,扶植產業為輔。2025年前以灰氫為主,開發與驗證氫能應用;2035年,以部分藍綠氫或載體進口為主,驗證環構;2050年,視再生能源高占比情形,進行自產綠氫及協助綠電儲能發展。

依循此策略,工研院規劃進行各項技術發展,聚焦電解產氫、氫氣發電材料與系統整合技術、氫能巴士系統整合與示範、氫能應用相關安全認驗證、規範及標準盤點,以及規劃臺灣氫能發展路徑與扣合工研院2030技術發展藍圖等,並強化與產業緊密連結。

在技術發展面向上,促成工業製程減碳是目前國際推動氫能應用的基本共識。臺灣一年產生的工業副產品餘氫量約達數千萬立方米,以往此類餘氫多半採取燃燒處理,過程中不但浪費了可以用來發電的氫氣,也需額外使用化石燃料等將氫氣燒盡。如果將全部回收作為發電應用,預估可提供數千萬度電,除了減低原先燃氫的碳排之外,更可以提高產業自發電比例,有助於減少電網電力供給負擔。因此,工研院目前於工業應用上之研發的重點方向放在氫氣純化分離、分散式發電、前瞻氫氣製程、氫氣與氨氣燃燒等技術。

為了落實技術與產業需求接軌,今年工研院更和國內半導體尾氣處理廠商帆宣系統科技以及燃料電池發電系統製造商亞氫動力簽署三方合作備忘錄,希望半導體業餘氫發電可作為氫能於國內產業應用典範案例。這個產研攜手的氫氣發電團隊,由工研院負責燃料電池系統關鍵技術開發,配合帆宣的氫氣回收管路建置、周邊系統及半導體氫回收模擬系統;亞氫動力負責燃料電池發電系統產品商品化與量產,期待經由產業鏈專業分工,推動國內氫能發電朝商業化發展。

目前工研院已規劃將台南沙崙綠能科技示範場域打造為國內氫能產輸儲與發電應用研發重鎮,在此場域發展綠氫生產、零碳氫能發電及燃燒應用,讓沙崙成為國內氫應用技術交流平台,促進國際合作及加速氫能產業發展,希望能為臺灣氫能產業打下一個良好的基礎。

在國際接軌上,工研院則持續與亞太氫能發展具領導地位的日本及澳洲交流。包括與日本氫能技術研發單位就氫能技術、應用、基礎設施與法規設計等議題共同研討,以及與澳洲駐臺辦事處研議氫氣進口、綠氫生產及應用的示範合作等方向,尋求國際氫能合作夥伴,架構氫能策略藍圖,以協助國內產業掌握國際市場趨勢布局,開創產業新商機,達成2050年淨零碳排的最後一哩路。

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