<p>運輸氫氣的氣罐車宛如移動式炸彈？住家附近的加氫站，怎麼看都像個「地雷區」，一點風吹草動或小火花就足以釀成大爆炸？許多人心中可能都有類似疑慮，然而氫氣的運輸與儲存，安全性往往比我們想的要高，只是我們比較不熟悉中間涉及的眾多環節。此外，如何在輸儲過程中降低成本、提高能源效率、保持氫氣純度、減少洩漏，基礎設施與技術組合的決策就相當重要。</p>
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<h2><span style="font-size: 20px;"><strong>常見氫氣運輸法，氣態液態各有優缺</strong></span></h2>
<p>氫氣是很輕的元素——在 1 大氣壓、0℃ 的條件下，每加侖汽油重量約為 2.75 公斤，而氫僅 0.00075 公斤。現今我們運用地下管線、壓縮氫氣長管拖車（gaseous tube trailer）等工具，將氫運輸到布有壓縮機、儲存槽、加氫機、儀表與純度偵測器的地方。舉例來說，針對中型或重型燃料電池汽車（fuel cell vehicles）的加氫站，通常會需要把氫氣進行壓縮，然後以每分鐘 10 公斤的速度進行加氫。以下介紹兩個主要運送形式。</p>
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<p>首先是大家比較熟悉的氣態形式。通常氣態氫會被壓縮到至少 180 個大氣壓下、裝入鋼瓶或氫氣管束（hydrogen tube）並放置在卡車後方的拖車上（也就是前面說的長管拖車）。氫氣容易發生化學反應，因此在輸儲上最主要的安全隱憂，就是其易燃、容易擴散、高濃度下恐成人體缺氧窒息等特性，管道或儲槽本身就得避免這類風險。</p>
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<p>氣態氫還有個顯而易見的缺點：密度太低，運輸量比較小。如果要在沒有管道的前提下做大量運輸，透過低溫將其轉為液態形式就相當常見，溫度大約是 -253℃。雖說液態氫的運輸更經濟實惠，但極低的溫度同時也容易將氧氣或氮氣等氣體轉為固體，它們與液態氫混合後，也會更容易因為一點靜電、撞擊、小火花而產生爆炸。另外，液化成本十分高昂，而且若採用表面積或體積較大的儲罐，也很容易在過程中蒸發，造成浪費。</p>
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<div class="jsx-3968805167 relative overflow-hidden"><img decoding="async" class="jsx-3968805167" src="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/backend/wp-content/uploads/2024/03/11-1_670x460.jpg" /></p>
<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">氫氣運輸中常見的長管拖車，不少民眾疑慮其是否成為路上的「不定時炸彈」。</div>
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<h2><span style="font-size: 20px;"><strong>氣罐車易成行動炸彈？易擴散特性反成優勢</strong></span></h2>
<p>氫氣和天然氣一樣都有容易燃燒的特性，引發民眾對氫氣運輸車的安全疑慮。不過聯華林德氣體綜合產業事業群副總沈欣儒認為，氫氣槽車運輸早已相當成熟且普遍，我們可能都低估了它的安全性。「高速公路上，不難見到載有紅色鋼瓶的氫氣槽車，在產地與客戶間來回運送，還未聽聞氫氣槽車運送期間，因槽車本體出現狀況而發生意外。」而財團法人中技社組長許湘琴也輕鬆地拋出反問：如果不會把那些已在路上行駛多年的天然氣槽車當作行動炸彈，又何必如此看待氫氣運輸車？</p>
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<p>事實正好相反。氫氣的某些特性恰巧彌補了易燃的風險，所以相比汽油或其他燃料，在安全性方面反而更有優勢。許湘琴組長以更具體的數字說明，氫氣比空氣輕 14 倍、擴散性又比天然氣快 3.8 倍，而這也意味著當氫氣洩漏時，會迅速稀釋成不可燃的濃度。她接著補充，尤其氫氣的上升速度是氦氣的 2 倍、天然氣的 6 倍，速度接近每秒 20 公尺，換句話說它並不會像汽油一樣積在地面上，並點燃造成災難。</p>
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<p>氫氣的可燃濃度範圍，確實讓人很難不往爆炸的方向做聯想。「只要氫氣在空氣中占有 4～75％ 的體積濃度就會燃燒，比起天然氣 5～15％ 的範圍還要廣。」但許湘琴組長也坦言，現實情境中要達到這種條件並不容易，除非有屋頂或通風不良的密閉空間，否則氫氣的高擴散係數和浮力，會讓濃度在洩露時迅速降低。另外，由於燃燒後的氫氣僅會產生溫度不易升高的水，可以很快帶走熱量，避免延燒。</p>
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<p>至於自燃溫度，氫氣與汽油相比甚至超乎想像地低。「汽油的自燃溫度大概是 220～280℃，氫則高達 585℃。」沈欣儒副總讓數字說話，言下之意，反而汽油還更可能在接觸到高溫金屬（如觸媒轉化器或排氣歧管）時被點燃。</p>
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<p>因此，只要對氫的特性有所了解、嚴格遵循操作與使用規範，氫氣其實與天然氣同樣安全可用。</p>
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<h2><span style="font-size: 20px;"><strong>儲氫設備規範嚴密，安全有保障</strong></span></h2>
<p>為了規範加氫站的設置，經濟部能源署在 2023 年11月完成「加氫站銷售氫燃料經營管理許可辦法」立法，以利相關單位在用地、設備、安全距離、洩漏警報與登記、主管員工訓練等層面有法可循。許湘琴組長詳細指出，當中即包含「限制加氫站需與學校、醫院等公共場所保持規定距離；需具備儲氫槽、氫氣處理設備等設施，並遵守各項安全衛生規範。」在基礎設施方面，該辦法也規範須具備「儲氫槽（包含固定式管束槽車）、氫氣處理設備、流量式加氫機與營業站屋」。</p>
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<p>此外，加氫站與加油站設立的不同之處在於，法律有明定「安全距離」，以回應氫氣可能帶來的外洩衝擊。沈欣儒副總進一步說明：加氫站主要設備與加氫機，距道路邊界至少需 8 公尺；儲氫槽則需距學校、診所、旅館、大型車站等第一類保護場所至少要距離 30 公尺，與民宅也要有 20 公尺之隔；儲氫槽與氫能車加氫處應距離至少 3 公尺以上（若儲氫槽與車輛之間已裝有護牆，就不在此限）。至於加氫站周圍的防護牆建置，更須以鋼筋混凝土構築，高度 2 公尺以上、厚度 25 公分以上；轉角處則要以長度、寬度各為 35 公分以上的加強柱做連接。</p>
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<p>雖說氫氣擁有良好的擴散性，但仍有急速向上竄升、在天花板等高處積聚的隱憂，更不用說它無色無味的特質很難讓人察覺。對此，沈欣儒副總認為有關氫氣洩漏的偵測相當重要。他解釋，「加氫站銷售氫燃料經營許可辦法」要求加氫區「應設置偵測火焰、氫氣洩漏、地震的裝置，一旦偵測到會自動發出警報，並遮斷氫氣供應。」針對加氫機上方的屋頂材料也要滿足「採用具有防止氫氣滯留結構的不燃材料」的條件。此外，儲氫槽的槽體外表，都要做好防銹蝕保護措施。</p>
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<p>面對看似面面俱足的規範，沈欣儒認為仍有完善空間。「我們（聯華林德）建議導入氫能系統，包含建置加氫站時需進行個別風險評估、定義安全指標，並根據法規等監管要求與自身情況，進行量化風險評鑑與管理。」</p>
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<div class="jsx-3968805167 relative overflow-hidden"><img decoding="async" class="jsx-3968805167" src="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/backend/wp-content/uploads/2024/03/11-2_670x460.jpg" /></p>
<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">氫氣輸儲法規與技術日益嚴謹，氫能載具勢在必行。</div>
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<h2><span style="font-size: 20px;"><strong>氫氣接收站其實比你想得更安全</strong></span></h2>
<p>當氫氣被安全送達指定地點並完成儲備，又是另一個考驗民眾信心的關卡。許湘琴組長認為，民眾對氫氣接收站的想像是「有幾個很大的球擺在一起，就像現在有些都會郊區還有天然氣儲槽區」；差別在於裡面裝的是氫氣，而且據說爆炸威力大得嚇人。可是，明明進口氫氣的接收站都在港口，和一般離市區也有段距離，為何民眾仍產生抗拒心理？她的理解是，臺灣地小人稠，加氫站猶如小型接收站，四周一定會有民房跟商店。基於安全考量，一定不願意看到自家附近有氫氣加氣站。</p>
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<p>要打破這層恐懼，就得讓人們看見儲備處的真實樣貌。</p>
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<p>事實上，液態氫氣的儲槽在絕熱保冷方面，做得比天然氣還要嚴密。「就像好的真空保溫瓶絕熱效果比泡棉好一樣，氫氣的保冷設計也結合高真空和絕熱材料。」許湘琴組長如此比喻，也提到其內所設置的呼吸閥，當內部因揮發產生的氣體壓力達到設定值，氣體會立即經過閥門被排出；排出的一部分經冷卻再回收、另一部分則加以利用，是安全而有效率的。</p>
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<p>他繼續補充，一般加氣站所儲存的氣體，多以壓縮氣體形式存放。她以醫院、學校使用的氧氣和氮氣耐壓力瓶作類比，指出這種方式的氣體儲藏已存在上百年，相關安全與操作規範都非常周延，民眾其實可以不用太擔心。</p>
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<p>氫氣接收站跟氫氣運輸車、加氫站一樣，只要能依照氫氣的特性進行建置和操作，都可將使用風險降到最低。</p>
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<p>在淨零排放的趨勢下，像氫這樣經過燃燒不排碳、擁有氣體中最高導熱系數且無毒、無味、沒有腐蝕性的潛力能源，擔起了第三次綠色工業革命的重責大任。對此沈欣儒副總表示，目前全球已有累積超過 800 座加氫站，臺灣雖起步稍晚，但透過參考國外設備業者實績與 ISO、CNS 等認證標準，仍有望加速氫氣輸儲布局。盼民眾在深入理解氫的本質與輸儲技術後，對氫能載具上路更有信心！</p>
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<p>（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｜財團法人中技社許湘琴組長 、聯華林德氣體綜合產業事業群沈欣儒副總 ；責任編輯｜曹盛威、趙筱文）</p>
