近幾年來，氫能議題躍上國際版面，各先進國家大量投入氫能研發。其實，氫能的發展歷史遠從19世紀便已開始，當時開端來自第一個電解水和燃料電池示範實驗。其後，氫能陸陸續續受到關注，包含 200 年前，氫氣首次作為燃料啟動引擎，又從 1975 年開始，工業部門對氫氣的需求開始增長。而談及近年來的氫能議題關注， 2019 年6月 G20 高峰會是個關鍵時刻，其中一份報告正式地讓氫能受到各國重視，那就是國際能源總署 （International Energy Agency, IEA）提出的《氫能未來》（The Future of Hydrogen)）報告。
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<h2>全球淨零碳排目標，加速氫能技術發展</h2>
這份報告明確指出了，氫能的生產有更潔淨的替代方案，並且可作為能源多元來源之一，同時，氫能可以在既有的應用基礎之上，減少碳排放、增加多元性。此外，氫氣也可廣泛應用於新設施，取代現行燃料或材料，甚至回應現行電子設備的電力需求。並且，氫可應用的領域很廣泛，從運輸、供暖、鋼鐵製造，甚至是電力生產。
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與此同時，全球淨零排放的目標，更刺激能協助傳統高污染產業轉型的氫能，成為各國發展之重點技術。
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在 2021 年第26屆聯合國氣候變遷大會中， 國際氫能委員會（Hydrogen Council）代表表示，氫能源技術將是控制全球升溫不超過1.5°C的重要方案，因在 2050 零排放的情境下，由再生能源生產的綠氫，有機會貢獻達 20％的能源占比。
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氫能在目前的工業運用，其實已經相當成熟。長期於德國Jülich研究中心（Forschungszentrum Jülich Gmb）深耕氫能研究領域的蔡志龍研究員說明：「目前的氫能主要應用，主要是在原油裂解、氨和甲醇合成，以用於化學製程應用和冶煉 (如煉鐵) 。」現今氫氣的主要來源是將天然氣或煤與水混合後，使用高溫裂解法取得，其過程也產生了大量的二氧化碳。值得注意的是，現今全球氫氣使用量約為每年1億公噸，在製造過程中，也排放了約全球3％的二氧化碳。
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蔡研究員更進一步以歐洲的氫能研發重點為例，他表示，「如今的氫能研發，在於讓氫能進入真正生活中使用，以達到 2050 年淨零排放之目標。其中以儲能（利用綠能電解氫並儲存和運輸）及其後再次用於發電、能源密集型產業（如煉鐵、產氨）轉型和運輸（主要為大型運輸，如貨運卡車和船隻）轉型為主。」
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<h2>氫能發展策略，各國政策紛紛呼應</h2>
氫能的發展投入，從政策上的呼應，能看到正快速地受到各國重視。 2019 年時，僅有 3 個國家制定氫能發展策略，到了 2021 年，已有 26 個國家制定。在 2023 年 9 月發布的《2023年全球氫能評論》報告指出，現已有 41 國政府制定氫能發展策略。其中，日、韓、越南、美國、墨西哥、德國皆於氫能政策上有進一步的發展。日本、歐盟、美國的發展動態，尤受國際矚目。
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目前在國際氫能發展上，以日本最為積極。日本是島國，國土內並無豐沛化石燃料資源，而在能源使用上卻有6成以上為化石燃料，極度仰賴進口資源。因此早從 2014 年起，為了追求能源自主及能源轉型，日本政府便提出了「氫能社會」的規劃。不過，要達到氫能社會的目標，需進行大規模的系統開發，配合社會結構的重大轉變，並解決氫能相關的應用及供給問題。
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2017 年，日本接續公布了「氫能基本戰略」，目標是在2030年前，藉由政策協助建置好各項氫能應用，包含家庭用燃料電池、燃料電池車、加氫站及價格合宜的氫氣等，並在 2030 年後轉由市場自行發展。
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2019 年 3月，日本通過了「氫能戰略路線圖」，以2050淨零排放為目標，預計在 2050 年時，讓氫氣或氨氣發電占日本發電的 10％，並將脫碳氫氣的生產成本降低10倍。同年 9 月，更確立燃料電池技術、氫能供應鏈、電解水技術，為三大優先發展領域。
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歐盟的氫能發展，主要為跨國、跨部門的整合計畫。歐盟在2008年時，發表歐洲氫能路線圖(European Hydrogen Energy Roadmap)，制定出各階段需達到的目標及政策支援項目，且於2020年成立歐洲清淨氫能聯盟(European Clean Hydrogen Alliance)，聯盟隨後提出氫能三步計畫。第一步，是在 2024 年前，生產氫電解器，以供應用於鋼鐵、化工、精煉廠等傳統產業所需使用之綠氫。第二步，在 2030 前，建立各地的產氫基地，且將其串連為歐洲基礎設施的骨幹。第三步，歐盟預測氫能技術能在 2030 至 2050 年間成熟，並大規模用於煉鋼等重工業。
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美國的氫能發展，雖一路上略有消長，但仍快速跟上。2002 年，美國發布國家氫能發展路徑圖，2005 年通過相關能源法案，且在政策支持下，美國的氫能與燃料電池水準達世界頂尖。後氫能產業政策發展過程中爭端不斷，預算也隨之逐年下降。
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2020 年，拜登上任的新政府，重返巴黎協定，呼應2050 淨零碳排目標。 2023 年 10月，美國更在費城港宣布，已選定 7 個可享美國政府補助的氫能投資案，包括亞馬遜 ( Amazon）和埃克森美孚( Exxon Mobil）參與的氫能計畫，該獲補助之計畫，將可分享總金額 70 億美元的聯邦補助。
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<h2>降低綠氫生產成本，將能擴大相關應用</h2>
即使有政策的支持，技術面仍有關卡需要突破。蔡研究員指出，「綠氫的生產和使用，最主要的阻礙在於價格過高（比現今由高溫裂解的灰氫價格高很多）。以德國來說，現行是以top-down的方式，藉由既有的技術先行大量生產和使用綠氫，再由過程中產生的問題來解決並優化已存在的系統，以達到降低總體使用綠氫的成本。」
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《2023年全球氫能評論》亦針對氫能發展的困境，提出對應解方，包含，期許政府藉充足資金加速綠氫的支持方案、刺激在現有場景中對綠氫的需求、加強國際合作及認證，以及克服監管障礙。
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2050 淨零排放為全球共同努力的目標，先進各國皆投入大量資源，以找出未來能源的替代方案。氫能發展至今，極有希望能成為零碳時代的曙光。不過，氫能技術、應用仍在發展，在零碳時代來臨之前，全球各國還要走一段。
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（客座總編輯｜國立中央大學機械工程學系 講座教授兼工學院院長 蕭述三院長；研究顧問團隊｜德國Jülich蔡志龍研究員；責任編輯｜曹盛威、趙筱文）
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