【氣候變遷Q&A】(48)低碳、低成本的「氫經濟」
環境資訊中心作者: 鄒敏惠 | 環境資訊中心 – 2014年1月1日 上午5:00
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本報2014年1月1日綜合外電報導,賴慧玲編譯,林可麗審校

氫的魅力在於不管是用來燃燒加熱、或是在燃料電池(fuel cell)中與空氣反應發電,唯一的副產品只有水,不會產生溫室氣體或其他物質。所謂的「氫經濟」(hydrogen economy),指的就是以氫作為低碳能源來源的願景,用來取代如作為運輸燃料的石油,或作為加熱燃料替代天然氣。

然而,氫並不是以元素的方式存在地球上,必須從天然氣、生質能、酒精或水等化合物中加以製造出來。每種方式都會需要使用能源來提煉純氫。而使用氫對氣候變遷的影響,則取決於製造氫的過程中消耗能源產生的碳足跡。 燃料電池、氫氣車

最具潛力的氫氣用途,是用把氫氣轉換為電力的燃料電池,驅動電動汽車或電動巴士。儘管內燃引擎一樣可以使用氫氣燃料,但燃料電池之所以吸引人,是因為它比內燃引擎更有效率。

目前最普遍的氫氣來源是天然氣。以此估算,一般燃料電池車行駛一公里會產生70到80公克的二氧化碳,排碳相當於現代油電混合車或以今日英國電網充電的電動車。

若使用低碳能源製造氫氣,例如再生能源、核能或碳捕捉及封存技術(CCS),甚至可將這些碳排放減低至零。缺點是在此狀況下,燃料電池產生的電只有原先製造氫氣所消耗電力的一半左右,其餘都以熱能形式散失了。

近幾年電動車比氫氣車更受重視,一部分因為發電效率較低,另一部份也因為對氫燃料電池車的上市仍多有顧慮。儘管如此,氫氣車依然保有許多重要優勢。例如氫氣車可以在短短數分鐘內快速充足燃料,單趟即可行駛數百公里。因此,究竟孰優孰劣,取決於每種情況下的最終成本、減碳潛力和使用者的需求。 氫氣:用途廣泛 成低碳推手

除交通運輸外,氫氣也可儲存間歇性再生能源,例如當風力正強,電力需求卻不高時。在這種情況下,氫氣可說是一種大型電池或儲存系統的替代方案。另一種可能用途,是以純氫氣或與天然氣混用,作為家用或建築的暖氣燃料。

正是這樣的彈性,讓氫氣在未來低碳能源系統中充滿實用潛力。氫氣不僅可以從多種來源取得,還有各式各樣的用途,例如作為動力來源、低碳汽車的燃料、或應用在化學工業與低碳暖氣裝置。除此之外,氫早已被廣泛地使用在化學工業中,業界對氫氣的大規模製造、加工和物流已駕輕就熟。基於上述各項原因,許多專家將氫氣視為達成低成本、低碳能源體系的關鍵推手。

儘管氫氣可以幫助能源系統減碳,但具體找出使用氫氣的最佳時機和場合也很重要。因此,將氫氣放入整體經濟的框架中(hydrogen in the economy)思考,可能會是比較好的選擇,而不是另創一個「氫經濟(a hydrogen economy)」。 本文由倫敦帝國理工學院葛拉瑟姆氣候變遷研究所及能源未來研究室Nigel Brandon 教授與英國衛報共同撰寫。

【參考資料】

- 英國衛報(2012年10月11日),What's the 'hydrogen economy'?
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