漫談氫能在台灣發展途徑

在能源成為世界重要戰略議題的今天，能源多元化潔淨化也開始被重視，氫氣是自然界最小最輕且能源密度最高的物質，在台灣氫能被研究至少也超過四十年。大家都知道氫與氧化合後的生成物是水，在這過程可以產生熱能可以提供動力也就是能源。早期研究可以做為內燃機的燃料排放水而直接產生動力，另外在90年代日本也發展出鎳氫電池，以金屬氫的型態將氫原子儲存在化合物的晶格中，開展了新的儲電技術直到當今被更好控制的鋰電池取代。

當前的電動車主要的能源系統是鋰電池，鋰電池在三十年的發展過程能被廣泛採用，主要的優勢是重量能源密度是僅次於氫的材料，充放電特性與控制跟大家熟悉的鉛酸電池是一樣的，定電壓充電，目前電池的安全性及成本也獲得了控制，成為電動車電池的主流。

大家都看到了氫的能源反應過程的生成物就是水，那是多麼乾淨啊！可惜氫能的運用存在幾個問題，需要大家了解，以免有過度的期待。首先要了解的是氫不是天然礦產他只存在化合物中，最多的當然是水，或者是天然氣、烷類化合物。水除外的氫化合物都可以當燃料直接獲取熱能動能，但就是燃燒產生二氧化碳，不符當前環保減碳的策略。但是製備氫氣不管是從烷類化合物還是水都需要能源，這個能源不能用燃燒取得。烷類生成氫會解離出二氧化碳，那就要建立二氧化碳捕捉技術。當然二氧化碳再加工成乾冰也是有用的。那用水來產氫的話，那主要是用電來電解，如用電解那效率就不如將電直接運用電網供電損失只有6%。

氫的特性是世界上最小的分子，一般鋼瓶是會漏的，又是最氫的氣體不壓縮儲運很不經濟。壓縮也要能源，解壓縮也要耗能，當然看系統如何設計將能源效率做到最好。就算都完美處置了，氫能的運用能源效率在製備、儲運、分配上的損耗可也不低，不能算是節能的系統。因為他算是耗能的系統。

既然耗能那為何仍有國家投下巨資研究運用呢？原因無他，就是太陽能發電跟風能發電是不穩定電源。您在設計系統時必須將其不確定考量進去。以太陽能為例，無雲天氣日照就半天時間，全年在台灣日照最長的地方在台西鄉，平均3.51小時/日，目前只要有雲遮一下就沒電，所以要運用儲能系統來做為緩衝。電池儲能目前是主流，能源效率是八九成，比起氫能六成左右好太多。但電池有壽命，回收電池仍是問題。那將生產過多的電能用氫儲存起來，需要時放出來也算不錯。

如果要將氫拿來當電動車使用，那就要進入儲運體系，有碳足跡的問題。最佳運用應是封閉區域的使用，例如在澎湖外島，風能、太陽能豐沛將效能低的氫做為能源也算是可行。只是氫燃料電池的材料，如不進口大陸的材料，隔離膜仍被杜邦壟斷，成本太高。

以上問題只是初探，還有很多問題待解。今天只拿性能問題不去探討實際技術問題，提供大家參考，希望大家多思考台灣能源的限制與需求，不要好大喜功不要好高騖遠。