【善寫手】 氫氣是未來夢想能源嗎?
＃氫氣
＃碳排放
＃氣候變遷
閱讀推薦：《今周刊》2203
https://www.businesstoday.com.tw/article/category/183015/post/202201270021/?utm_source=businesstoday&utm_medium=search&utm_campaign=article
標題：氫能發電國家隊！解決台灣半導體業頭痛的「廢氫難題」未來綠色能源革命靠「MIT 氫燃料電池」
大智澈見教練講師/鍾榮中
國中時期在化學課實習課中將水分解出氫，用火引燃出現的火焰讓我記憶猶新。這個英語：Hydrogen化學符號為H的氣體，在近幾年因氣候變遷的議題躍上新聞媒體上。氫氣早在16世紀就被製造出，但一直都只是一個化學上的話題，雖然也有應用上的嘗試，但都是胎死腹中。直至1937年裝滿氫氣的飛艇興登堡號起火燃燒，發生悲劇後氫氣開始備受討論。因氫氣可作為能源應用，卻因為技術尚未突破而充滿危險。直到20世紀末因碳排放造成環境變遷的議題開始受重視，氫氣不會排碳的特性又開始受重視。計畫發展氫氣應用的人認為氫氣是低碳奇蹟，可以提供車輛和家用能源。但因尚有許多技術仍未突破瓶頸，使得從1970年代以來幾次氫氣投資都胎死腹中。這樣的歷史讓許多希望可以從能源轉型的龐大經濟規模上，謀取有利可圖的如意算盤鎩羽而歸。
在21世紀初期國際淨零排放趨勢興起，這次的商機似乎以跟以往僅是著眼在經濟利益上的思考模式不同；因這次的發動層級拉高到以國家為單位在推動著。全球主要的經濟發展的國家都紛紛提出相關的減碳政策與技術發展。但氫氣不像石油或煤炭，並非主流能源。它必須被「製造」出來而不是以初級能源的型態穩定存在著。這是氫氣被應用上最大的瓶頸，截至目前為止所有的氫氣製造方法不是又貴又沒效率，不然就是需耗費比製造出來應用的氫更多的能源，其命運正膠著在這兩難之中。
介紹一下全球目前氫氣生產方式及分類：
(一)灰氫 (Grey Hydrogen)
目前使用中的氫氣95%以上使用這方式製造。使用天然氣為原料利用水蒸氣與碳氫化合物反應轉換出氫氣。但此方式排放的副產物中含有二氧化碳，並不完全環保故被稱為灰氫。但這是目前應用中成本較便宜的製造模式，缺點則是含大量的二氧化碳，不符合現今國際趨勢且未來將被徵收大幅碳稅。
(二)藍氫 (Blue Hydrogen)
就是以「灰氫 (Grey Hydrogen)」的模式生產，再搭配二氧化碳捕獲、封存與再利用機制(Carbon Capture, Storage, and Usage；CCSU)成為低碳氫氣。優點是製程的碳排放量有效降低可符合國際需求，缺點是CCSU技術成本高且尚未被確認該技術是否對環境穩定與安全。
(三)藍綠氫 (Turquoise Hydrogen)
這是較新創的技術，製造過程中利用熱裂解技術直接將天然氣之中的氫氣分離，且將二氧化碳直接形成固體碳儲存。優點為有效降低製程中的碳排放量，缺點是裂解過程需要大量熱能，致使整體能源效率低且整體技術成本高。
(四)綠氫 (Green Hydrogen)
這是目前國際最期待的趨勢，就是利用過剩的再生能源(例如太陽光電或風力發電)在電解槽中將水電解得到氫氣與氧氣。優點是製程幾乎沒有碳排放，缺點則是電解轉換效率低。目前還在發展中，是成本最高的一種。
(五) 褐氫 (Brown Hydrogen)
以氣化法透過煤炭製造的「褐氫」(Brown Hydrogen)， 雖然可以利用價值較低的煤炭當原料降低成本，但製程中產生的二氧化碳得處裡仍是關鍵。
如今，氣候變遷正在引發另一波「氫」熱潮。許多國家都以國家的高度執行高額的發展計劃，例如日本和韓國想要銷售使用氫燃料電池的汽車。歐洲國家希望透過管道將氫氣輸入家庭應用。目前所有的關注點都在如何克服經濟效益與轉換效率低落的現象、氫氣的儲存與運輸成本高與安全。如因科技的使力克服了製程上的瓶頸，加上國際所形成的共識；氫氣成為主流能源是指日可待，屆時人類的生活情境又會是另一番風景。
在21世紀初期國際淨零排放趨勢興起，這次的商機似乎以跟以往僅是著眼在經濟利益上的思考模式不同；因這次的發動層級拉高到以國家為單位在推動著。全球主要的經濟發展的國家都紛紛提出相關的減碳政策與技術發展。但氫氣不像石油或煤炭，並非主流能源。它必須被「製造」出來而不是以初級能源的型態穩定存在著。這是氫氣被應用上最大的瓶頸，截至目前為止所有的氫氣製造方法不是又貴又沒效率，不然就是需耗費比製造出來應用的氫更多的能源，其命運正膠著在這兩難之中。
介紹一下全球目前氫氣生產方式及分類：
(一)灰氫 (Grey Hydrogen)
目前使用中的氫氣95%以上使用這方式製造。使用天然氣為原料利用水蒸氣與碳氫化合物反應轉換出氫氣。但此方式排放的副產物中含有二氧化碳，並不完全環保故被稱為灰氫。但這是目前應用中成本較便宜的製造模式，缺點則是含大量的二氧化碳，不符合現今國際趨勢且未來將被徵收大幅碳稅。
(二)藍氫 (Blue Hydrogen)
就是以「灰氫 (Grey Hydrogen)」的模式生產，再搭配二氧化碳捕獲、封存與再利用機制(Carbon Capture, Storage, and Usage；CCSU)成為低碳氫氣。優點是製程的碳排放量有效降低可符合國際需求，缺點是CCSU技術成本高且尚未被確認該技術是否對環境穩定與安全。
(三)藍綠氫 (Turquoise Hydrogen)
這是較新創的技術，製造過程中利用熱裂解技術直接將天然氣之中的氫氣分離，且將二氧化碳直接形成固體碳儲存。優點為有效降低製程中的碳排放量，缺點是裂解過程需要大量熱能，致使整體能源效率低且整體技術成本高。
(四)綠氫 (Green Hydrogen)
這是目前國際最期待的趨勢，就是利用過剩的再生能源(例如太陽光電或風力發電)在電解槽中將水電解得到氫氣與氧氣。優點是製程幾乎沒有碳排放，缺點則是電解轉換效率低。目前還在發展中，是成本最高的一種。
(五) 褐氫 (Brown Hydrogen)
以氣化法透過煤炭製造的「褐氫」(Brown Hydrogen)， 雖然可以利用價值較低的煤炭當原料降低成本，但製程中產生的二氧化碳得處裡仍是關鍵。
如今，氣候變遷正在引發另一波「氫」熱潮。許多國家都以國家的高度執行高額的發展計劃，例如日本和韓國想要銷售使用氫燃料電池的汽車。歐洲國家希望透過管道將氫氣輸入家庭應用。目前所有的關注點都在如何克服經濟效益與轉換效率低落的現象、氫氣的儲存與運輸成本高與安全。如因科技的使力克服了製程上的瓶頸，加上國際所形成的共識；氫氣成為主流能源是指日可待，屆時人類的生活情境又會是另一番風景。
＃氫氣
＃碳排放
＃氣候變遷
閱讀推薦：《今周刊》2203
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標題：氫能發電國家隊！解決台灣半導體業頭痛的「廢氫難題」未來綠色能源革命靠「MIT 氫燃料電池」
| 鍾榮中 傑能系統工程(股)公司董事長
鍾董事長擁有30年節能管理經驗的服務能力，以永續經營、節約能源服務為其企業主要發展策略。對於產業趨勢有極高的敏感度，長期關注綠能議題，勵行節能從自身與公司每一個管理做起。 |
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