氫能成為凈零排放目標(biāo)的其一發(fā)展要項
國際能源署（IEA）于 5 月發(fā)布《全球能源部門 2050 凈零排放路徑》（Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector），報告分析了未來三十年間實現(xiàn)減碳目標(biāo)需要達(dá)成的 400 多項里程碑，而氫能以其多元的特性，成為各國實現(xiàn)凈零排放的發(fā)展要項之一。許多國家開始制定綠氫開發(fā)政策，預(yù)將綠氫納入再生能源的藍(lán)圖，其中，澳大利亞自 2019 年發(fā)表《國家氫能策略》（National Hydrogen Strategy）啟動氫能發(fā)展，目標(biāo)從化石燃料出口大國轉(zhuǎn)型出口再生能源。
氫能具有能夠長時間大量儲存之優(yōu)點，是極佳的能源載體（energy carrier），當(dāng)未來綠能供電比例越來越高，氫氣可以提高能源的供給穩(wěn)定性。氫能亦可以作為各種工業(yè)活動的原料，例如透過取代煤炭，使鋼鐵及化學(xué)業(yè)擺脫對化石燃料的依賴。除此之外，燃料電池也是一種使用氫作為燃料的應(yīng)用之一，使氫能轉(zhuǎn)化成電力。
氫氣可以透過兩種不同的生產(chǎn)過程和技術(shù)獲得，蒸汽重整（steam reforming method）和水電解（electrolysis）。前者的產(chǎn)物即為俗稱的「灰氫」，但由于原料組成本身含有碳，在制程中會產(chǎn)生大量的碳排放，與節(jié)能減碳的目標(biāo)背道而馳；而使用這種方法并通過碳捕獲和封存（Carbon capture and storage, CCS）產(chǎn)生的氫則稱作「藍(lán)氫」。至于水電解法，則是透過可再生能源所產(chǎn)生的電力進(jìn)行電解水產(chǎn)生氫，也就是「綠氫」，此過程并不會排放污染氣體，能實現(xiàn)零碳排放。
離岸風(fēng)電結(jié)合氫能的應(yīng)用
風(fēng)氫，即透過風(fēng)力發(fā)電電解產(chǎn)生氫。目前位于成熟階段的風(fēng)力發(fā)電場面臨電無法充分被使用的問題，進(jìn)而被迫停止部分風(fēng)機(jī)運轉(zhuǎn)，而儲氫能夠克服此窘境：在風(fēng)電需求不高的時機(jī)，利用多余的風(fēng)電來生產(chǎn)氫，除了可以解決能源過剩的問題，亦便于傳輸及儲存能源，達(dá)到供需平衡。除此之外，氫能相較其他儲電設(shè)備，可透過改良后的管線來儲存及運輸，成本上占極大優(yōu)勢。
然現(xiàn)階段而言，將電送到制氫廠仍有能源損耗的疑慮，因此西門子歌美颯和西門子能源公司正在開發(fā)一種可以透過電解生產(chǎn)氫的商業(yè)規(guī)模海上風(fēng)機(jī)，計劃改造現(xiàn)有風(fēng)機(jī) SG14-222 DD，使風(fēng)機(jī)具備電解功能。比起將電送至制氫廠，結(jié)合發(fā)電及電解可以避免電轉(zhuǎn)換及運輸時的損耗，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)換效率。此計劃預(yù)計于 2025 年至 2026 年落成。
許多再生能源開發(fā)商也抓緊這個機(jī)會，規(guī)劃投入氫能的研究。由沃旭能源主導(dǎo)的 SeaH2Land 開發(fā)計劃將在北海打造一座 2 GW 海上風(fēng)電場及兩座共 1 GW 電解水制氫廠，預(yù)計 2030 年前完工。沃旭表示，北海港的氫氣需求約為每年 58 萬噸，而此計劃能滿足約 20% 的需求。而計劃完工后，比利時與荷蘭之間會多出一條長達(dá) 45 公里的氫氣管線，SeaH2Land 計劃也將協(xié)助兩國實現(xiàn) 2030 年的減碳目標(biāo)。
石油巨擘荷蘭皇家殼牌公司亦參與了海上風(fēng)電結(jié)合氫能的研發(fā)，著手規(guī)劃歐洲最大的海上風(fēng)電─氫能開發(fā)案 NortH2，此一計劃將于 2040 年在北海興建一座 10 GW 的海上風(fēng)電廠。此開發(fā)案仍在草創(chuàng)期，預(yù)計于今年年底提出完整的計劃內(nèi)容，而目前考慮搭配三種做法來制氫：
- 參考海上油氣平臺結(jié)合氫能的計劃 PosHYdon，該計劃預(yù)計在 Neptune Energy 公司研發(fā)的 Q13a 石油和天然氣平臺上用風(fēng)電和光伏進(jìn)行電解產(chǎn)生氫
- 透過電纜將風(fēng)場產(chǎn)生的電送至位于北海人造島上的電解廠進(jìn)行制氫，并運輸至周圍國家
- 采用具備電解功能的風(fēng)機(jī)，也就是參考上述提及西門子歌美颯和西門子能源公司研發(fā)整合電解器的海上風(fēng)機(jī)
總結(jié)
若氫能發(fā)展成熟，全球能源經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)將有所改變，再生能源將取代油氣在能源界的地位，而先天條件不足、缺乏天然油氣資源的國家也有望成為能源輸出國，例如韓國及日本。然而，現(xiàn)階段綠氫的發(fā)展仍十分漫長，氫能存有效率及成本的疑慮，至少要等到綠電價格以及轉(zhuǎn)換成本大幅下降，氫能生產(chǎn)才有機(jī)會達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)，進(jìn)而實現(xiàn)商業(yè)化。
