劉烱德分析師像你鄰家好大叔
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著作：
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摘要
1.2023年全球均溫比工業化前高1.55°C，創新高並首次突破《巴黎協定》1.5°C門檻，氣候危機加劇。
2.氫能因高能量密度、零排放特性，成為減碳關鍵，尤其應用於重型運輸、工業製程和儲能。
3.全球綠氫市場預估2033年達1,658億美元。台灣相關布局包括亞力、中興電、台塑、華新等廠商。
根據世界氣象組織估計，去年全球平均溫度，比工業化之前，高出攝氏1.55度，成為有紀錄以來最熱的一年，甚至超越2023年的紀錄，更是首次明確突破《巴黎協定》所設定的攝氏1.5度的臨界點，顯示氣候變遷的威脅已經愈來愈嚴重。
至於讓地球溫度節節攀高的原因，跟石化燃料脫離不了關係，特別是煤炭、石油跟天然氣的燃燒，其中，交通運輸作為碳排放的重要「貢獻者」之一，更是各國主政者亟欲解決的問題。在眾多選項中，氫能憑藉高能量密度和零排放等特性，逐漸成為減少交通工具排碳的關鍵。不僅如此，氫能特別適用於，那些難以直接電氣化的交通工具，例如：重型卡車、長途巴士和飛機等。
除此之外，氫能也有其他用途，舉例來說，在工業領域中，綠氫可以代替傳統的化石燃料，而鋼鐵業正在測試，以綠氫取代焦炭，進行直接還原鐵的生產，預計可以降低碳排放量達9成以上。
另外，氫能也能用來儲存過剩的電力，解決風能和太陽能的間歇性問題，進而提升電網的穩定性，而上述的應用，都使得氫能產業有著非常大的想像空間。根據研調機構的預估，2023年，全球綠氫的市場規模，落在62.6億美元，預計到2033年，將成長到1,658.4億美元，年均複合成長率高達到38.8%。
綠氫市場規模
在產業趨勢確立後，接下來，大叔要帶著大家了解一下，氫能產業的技術與發展方向。目前，灰氫、綠氫和藍氫，是氫能產業中，最常見的三種型態，它們根據原料、來源、碳排放和技術路徑而有所不同。
灰氫是目前全球最廣泛使用的氫氣型態，它是通過蒸氣重整與煤氣化等兩大技術，從天然氣中提取氫氣，前者是透過天然氣與蒸氣在700至1,000度以上的高溫反應，後者則是透過煤炭與氧氣反應，相關技術已經應用數十年，不但設備成本低，而且還能利用現有天然氣管道與工業設施來製作，缺點是，製作過程會產生大量的二氧化碳。
為改進灰氫的生產方式，目前業界也將導入碳捕獲與封存技術，例如：在反應器後端加裝CCS系統，捕捉二氧化碳，並且儲存於地下或用於工業二氧化碳，這種方式也被稱為藍氫，是一種過渡的解決方案。
而目前市場最期待的解決方案則是綠氫。它的原理是，把水電解後，生成氫氣和氧氣，由於是通過可再生能源驅動電解水製成，因此全程無碳排放或近零排放。不過，因為生產成本高，每公斤大約3至6美元，加上電解槽的壽命最多只有10年，所以技術難度仍然偏高。
除了製造成本較高，轉換效率不佳之外，目前氫能產業的另外一個主要瓶頸是，儲運技術的限制。由於氫氣的分子小，而且還容易滲漏，導致它在儲存、運輸和使用的過程中，存在爆炸的風險。以原理來看，目前儲存氫氣的技術有：高溫壓縮氫氣、低溫液態氫、金屬氫化物儲氫，以及化學儲存等方式，其中，「高溫壓縮儲氫」為主流，可是，運送過程要格外小心，而「低溫液態氫」則是將氣態氫冷卻至攝氏-250左右進行液化，不過液化過程會出現能量耗損，加上必須使用特殊的車輛運送，因此成本較高。