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作者 InfoLink
更新日期 May 26, 2022
日本離岸設計與工程平台技術暨工程研究協會(Japan Offshore Design & Engineering Platform Technology & Engineering Research Association, J-DeEP)與蘇格蘭國際發展局(Scottish Development International)合作,計畫開發浮式離岸氫能發電廠,結合海水淡化系統與水電解製氫設備,利用離岸風機多餘的電力來產氫。J-DeEP 已著手進行此專案的可行性研究,並於蘇格蘭沿岸離岸風場附近設置製氫廠。

日前日本海事協會(ClassNK)已完成安全評估並核發原則認可(AiP)。此研究能減少棄風的可能性,在日本大力推廣氫經濟下,也能增加綠氫產量,更實現日本能源自主的願景。
 

日本布局 2030 年、2050 年氫能藍圖

為提高能源自給率及實現 2050 年溫室氣體淨零排放,日本將氫能視為關鍵項目之一,早於 2017 年發布《氫能基本戰略》,確立至 2030 年氫能發展的計畫及目標,正式將氫能源納入能源發展的藍圖。再於 2019 年修訂《氫氣・燃料電池戰略路線圖》,進一步將執行方向具體化,設定技術規格和細項成本目標。


2020 年 12 月日本經濟產業省(METI)發佈《綠色增長戰略》,並於 2021 年 6 月更新為《2050 碳中和綠色增長戰略》,其中氫能為 14 個綠色成長戰略重點領域之一。

日本在氫能發展主要的目標如下:

1.擴大氫氣供應鏈,普及氫能發電: 2030 年氫氣使用量提高至 300 萬噸,成本 30 日元/Nm3、2050 年使用量達 2,000 萬噸,並降低成本至 20 日元/Nm3

2.運輸領域應用的擴增及商業化:增加燃料電池汽車(FCV)的數量及加設加氫站。截至 2021 年,日本約有 6,000 台 FCV 及 166 座加氫站,目標 2025 年達 20 萬台 FCV 及 320 座加氫站;2030 年 80 萬台 FCV 及 1,000 座加氫站

3.降低水電解裝置成本,以提高出口優勢:2030 年成本降至 5 萬日元/kW,水電解產生每 Nm3 氫氣所需要的電力從 5 kWh 減少到 4.3 kWh,效率約提升 16.3%
 

日本現階段側重於藍氫發展

為因應碳中和目標,日本亦積極規劃再生能源的發展,然在氫能的規劃上,則是先聚焦在降低氫氣成本及促進氫的應用普及化,發展藍氫及氫能的跨國運輸。

日本和澳洲合作打造日澳氫能供應鏈,計畫於維多利亞州拉特羅布河谷將從褐煤提煉產生氫氣,再將氫氣液化至零下 253°C 以縮小體積,最後透過液態氫運輸船 Suiso Frontier 運送至日本神戶,2022 年 2 月已成功運出第一批液化氫,為世界首次液態氫運輸。目前該計畫仍處於試行階段,目標於 2030 年轉以商業規模營利運作,此創舉除了確立日澳氫能供應鏈,更是氫能運輸技術的一大里程碑。

該計畫打算透過碳捕獲、利用和儲存(CCUS)技術來處理燃燒煤炭產生的排放物,並注入澳洲沿海海底,理想情境下預計每年能夠減少 180 萬噸的碳排。然 CCUS 技術上仍被許多專家挑戰,藍氫能減少的碳排有限且製程有甲烷洩漏的疑慮,甲烷的暖化能力反而比二氧化碳來得高,技術尚未成熟的情況,成本昂貴又有一定的風險,而且這些煤炭僅被「封存」,未來數十年後該如何處理尚未明朗。

藍氫現成本每公斤約為 7 – 10 美元,而綠氫每公斤約 10 – 15 美元,取決於再生能源供應成本。考量日本再生能源價格仍居高,藍氫雖能幫助日本達成 2030 年氫能產量目標,協助普及氫能應用,但只是碳中和願景下的過渡手段,待未來再生能源價格降到一定水準時,綠氫能夠更順利地進入市場,而屆時綠氫將比藍氫更加便宜。因此日本投入製造及進口藍氫的同時,也應該加快投資綠氫及電解設備發展的步伐。
 

台灣的氫能發展

台灣近年亦著手氫能發展,工研院於去(2021)年 9 月攜手帆宣、亞氫動力簽署製程餘氫回收發電合作備忘錄,計畫籌組氫能發電國家隊,在沙崙綠能科技園區設立新燃料電池參數優化實驗場域。2022 年 3 月台灣公布《2050 淨零排放路徑》,宣示將推動進口綠氫及餘電產氫能,配合氫能發展需求,訂定氫能管理專法,氫能源更被列為 12 項關鍵戰略其一。

台灣雖然相較日本在離岸風電發展得較早,氫能的布局卻是遠遠落後日本,再生能源供給不夠的情況下,釋出的綠電也被半導體製造業買光,缺乏綠電加上製氫成本過高、技術尚未成熟,台灣距離實現規模性的綠電製氫還有一段距離。

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