產業追蹤/搶搭淨零趨勢 氫能源發展四路大進擊
因應淨零排放趨勢,氫被視為新型燃料、潔淨熱源或潔淨化學原料,未來新型氫應用於新型工業製程、運輸、發電與潔淨氨等應用皆具發展潛力。值得注意的是,由於國際地緣政治情勢持續緊張,主要發展國家對於能源安全以及潔淨能源的重視度隨之升高,致使全球氫供應鏈的建置力道不受景氣衝擊,甚至許多主要發展國家,例如美國、英國和南韓等還強化政策誘因以顯示推動決心。
全球氫產業可分為四大趨勢,分別為電解製氫技術與產業發展速度增強、潔淨氫相關配套措施逐步成形、氫載體為熱門運儲方案,以及產業以生態系的方式布局。
一、電解製氫技術與產業正加速發展:能源安全引發主要發展國家提高綠氫的需求,並加速電解製氫技術與產業發展。工研院預估,電解製氫槽的累計出貨量將快速提升,有望從2023年的2.5GW於2030年迅速成長至240GW以上,其中歐洲、中東與北非(EMEA)與亞太(APAC)兩大區即占75%以上的市占率。尤其是印度、日本與南韓皆持續推出國際綠氫供應鏈的推動政策,也將帶動電解製氫槽的市占率變化。
然而,目前全球再生能源仍以供電為主,短期內製氫來源(電力)供給不足導致綠氫成本難以下降;另外,中國大陸廠商相中全球潔淨氫的商機,規劃的出貨量皆為2022年的二至四倍,顯示未來大陸在製氫產業將具強大競爭力。為此,歐美地區的近期推動政策皆對國內產業的保護態度,若未來各國皆效仿此方式來推動新興產業,預計潔淨氫市場恐將陷入市場自由化與產業保護之爭。
二、潔淨氫相關配套措施逐步成形:為加速全球市場化,潔淨氫的標準認定與補助措施成為近期政策重點。多數聚焦在生產每公斤氫氣所產生的碳排放量,並依照該國的供需結構來設定。例如日韓與歐盟為簡易進口門檻,設定排放量3至3.4公斤以下即為潔淨氫,但有綠氫推動壓力的印度與英國即嚴格要求須在2至2.4公斤以下;北美地區則因政策補助需求而設定認定級距,最高可獲得3美元的稅收抵免或40%稅收抵免。
現今主要國家以碳排放量作為「潔淨氫」的認定門檻,意即未來氫製造方式的界線將趨於模糊,如何制定碳排放量認定標準,並依照各國天然資源及產業特性研擬補助政策及相關配套措施,成為全球潔淨氫市場發展的關鍵議題。
三、氫載體為熱門運儲方案:受限於氫本身性質活潑難以運儲等特性,技術材料與成本仍為重大門檻,氨與MCH等氫載體(Hydrogen Carrier)因可利用既有物流體系成為熱門運儲方案。然而純氫仍為運輸用氫以及工業用氫的主要燃料/原料,運輸成本與載體轉換成本之間的技術競賽將日益白熱化。另外,主要發展國家在競逐淨零碳時,氫的供應方式主要依照各國的地理特性、環境條件以及產業重心有所差異。例如具豐富自然資源的智利、澳洲與印度適合出口綠氫,而化石能源豐富的北美、中東與印尼則以藍氫出口為主,並且需求地也多以鄰近國家為主,形成另一種地緣政治。
四、產業以生態系的方式布局:主要發展國家為加速潔淨氫產業的形成,多以氫谷或產業聚落等具完整氫供應鏈的生態系(Eco System)來評估與推動。目前全球有17個國家建置達34個氫谷,其中以歐洲最多(22個氫谷),且鏈結的主力應用中有31個氫谷(84%)皆有納入氫載具(Power to Mobility),目前已有20個氫谷開始示範運轉,預計未來此類專案會持續增加。
不過,建置氫谷或氫產業聚落此類的大型專案並非易事,在行政、法規與技術上都會面臨挑戰,尤其專案耗費資金甚鉅,何時可邁入商業化運轉進而帶來經濟效益,將是未來主要發展國家密切觀察的重點,若政府補助逐漸退場,產業是否能及時商業化與自主化,也須持續觀察。
由於全球氫供應鏈尚未具備市場競爭力,基礎環境的建置能量,包括基礎硬體建設、人才教育訓練、民眾認知的創造與傳播、法制的建構、國際合作政策等事項,開發中或產業建構能力較弱的國家難以仿效與投入,預料短期內國際發展差異將日益明顯。(作者是工研院產業科技國際策略發展所研究經理)