September_Hydrogen Energy｜Taiwan Hydrogen Energy Development Program(Chinese)

Published On: 2023/09/22|Categories: 綠能(Sustainable Energy)|

Another major application of hydrogen energy is fuel cells. Based on the development of the domestic industry, there are manufacturers in Taiwan that can provide products for fuel cells from raw materials, fuel cell components to battery systems, and even related peripherals. The Hydrogen Promotion Group has proposed three strategies to promote hydrogen energy in this area:
(a) Promote the development of 100kW high-power, high-voltage hydrogen power module systems, develop hydrogen three-electricity (battery, motor, and electronic control) integration modules, establish a platform for the validation of hydrogen vehicle components and sub-systems, and encourage the participation of non-government enterprises in these endeavors.
Plan for hydrogen fuel cell buses and introduce them into passenger routes for demonstration and validation, so that the technology research and development can actually enter the commercial market and make profits.
Third, for the domestic fixed-type fuel cell energy storage system, the government promotes the installation by policy. In 2022, the Ministry of Economic Affairs revised the "Ministry of Economic Affairs Fixed-type Fuel Cell Power Generation System Installation Subsidy Key Points" to subsidize public and private organizations, legal persons and filed units, for the domestic installation of fixed-type fuel cell power generation system under 500kW, the subsidy of NT$70,000 per kW, so as to let the subsidy become an incentive to increase the installation and to promote the fuel cell system market. The subsidy will serve as an incentive to increase installation and promote the fuel cell system market.

除了混燒火力發電與氫燃料電池之外，鋼鐵及工業領域的氫能煉鐵技術開發則是另一項推動項目。因國際上對於工業及氫氣煉鐵技術亦在發展階段，經濟部能源局、工業局、及中鋼另組成的「低碳煉鐵技術開發」團隊，與國外氫能煉鐵廠商如現代汽車下的浦項制鐵合作，就現有煉鐵技術進行升級以減少煉鐵產生的碳排。

氫氣供給以進口為主，政策推動發展藍、綠氫技術

氫氣的來源種類繁多，可從煤炭、化石燃料、天然氣、生質物等，經由電解水、碳捕捉過程、蒸氣重組法製造取得。但目前國內主要氫氣來源，還是以天然氣重組(灰氫)佔比約96%最高。為滿足各種氫氣應用如9~12%氫能發電佔比、工業需求、交通運輸等需求，2050年時台灣每年氫氣消耗為435萬噸，當中進口佔比為75%。由於台灣並非產氫大國，且綠能發電餘量不足，難以用電轉氣技術製造足夠綠氫供國內使用，故政府規劃短期與產氫大國如澳洲合作，建立供應鏈以維持氫氣來源之穩定。此外如前段所提，台灣以天然氣發電佔比為最高，故由中研院主導推動碳捕捉技術(CCS)發展，並於2023年第三季與台電合作開始導入去碳燃氫系統，利用天然氣發電生產藍氫。而在綠氫部分，則是由工研院、日本德山株式會社及台灣廠商合作，共同開發綠氫電解槽，其關鍵零組件預計在2023年底開始生產，並規劃於2024年進行10kW級再生能源綠氫生產示範驗證。

基礎建設將是氫能發展的另一個關鍵

氫氣的熱值為每公斤120MJ，是相同重量天然氣的3倍，煤炭的4.3倍，用在混氫火力發電上具備更好的燃燒效果，但氫位於元素週期表第一位，其組成密度相較於其他所有物質小，若以一般方式儲存，氫分子會逐漸滲透至儲存鋼瓶分子鏈中造成金屬脆化，因此氫氣運送從跨洋的氫運輸船、大型儲存槽、氫氣槽車、運輸管線到加氫站皆需要特殊儲存技術。目前氫能輸送及儲存台灣尚未有相關的配套措施，針對現在缺乏基礎建設的現況，氫能推動小組規劃以混氫火力發電為核心，配合各階段不同需求進行逐步升級。
一、短期：配合混氫火力發電盤點規劃的第一階段，建立天然氣混氫氣配送管線及安全監控設備。另外由中油主導，預計於2023年建置國內第一座移動式加氫站。
二、中期：配合混氫火力發電試燒第二階段，開發高壓儲氫系統並建立高壓輸送管線。
三、長期：由於液態氫氣輸送目前在國際上仍屬於發展初期，2022年澳洲與日本剛完成史上第一次液態氫國際運輸，若以灰氫計算成本，從生產、壓縮、儲存到運輸，成本還在高點(智璞推估：每公斤每公里7.5塊美金)。因此規劃待技術成熟成本修正後，於第三階段正式混燒時導入，以完善國內液態氫儲存基礎設施，建立液氫輸送儲存示範區。

台灣氫能推動面臨的挑戰與建議

雖然為了順利達成2050淨零碳排的大目標，政府已組成氫能推動小組以政策推動國內氫能成長，但依照目前國內外情況，現階段尚有挑戰待克服。

挑戰一：氫氣在加氫站成本佔比高，國際綠氫成本下降決定氫能的實質貢獻

根據工研院報告指出，氫能基礎建設之一的加氫站成本佔比，以氫氣50%最高，如圖五，因此控制氫氣成本為維持營運獲利的關鍵。但由於台灣綠能不足以支撐綠氫生產，藍氫技術也尚未成熟，若以目前佔比最高且成本較低的灰氫當作加氫站的氫氣來源，雖可營運但減碳效果有限，與淨零碳排的大目標不符。在推廣氫能的初期，短期內因來源不足而使用灰氫應視為折衷方案，長期應與國際上綠氫生產國家(如歐洲、澳洲)，建立國際低碳排氫氣貿易計畫，隨著國際綠氫能源在未來下降至每公斤1美元時，將有望兼顧成本與減碳。

圖五加氫站成本分布

Source：中國商業情報網；智璞產業趨勢研究所整理 2023/09

挑戰二：電動車成長趨勢已成型，氫燃料車銷售受到排擠

雖然包含日本、歐洲、美國都有燃料電池車(Fuel Cell Vehicle)銷售實績，但相較於已經成為未來趨勢的電動車，燃料電池車銷售佔比仍不足0.1%，如圖六。且加上加氫站營運(USD 20萬/年)及維護成本(USD 200萬/年)遠高於電動車充電站，且土地面積需求較大，因此無論在消費者接受度，或是廠商架設及營運意願上，都面臨著很大的阻礙。建議從燃料電池優勢(里程數比起鋰電池更長)著手，重點導入長途巴士、貨櫃大卡車、高能耗的特殊工程車，此類車款有著長途旅行、固定路線、固定能源補充位置的特性，易於規劃加氫站的建設地點，為相關投資企業帶來利基市場。

圖六電動車、燃料電池車銷售預估