降低溫室氣體排放、使用低碳燃料為世界各國努力的方向，其中氫能被視為一種乾淨能源，有機會成為未來的燃料，各國政府已經開始推動氫能技術，並部署產業戰略。此文概述了目前對於氫能技術的需求，並根據全球19個氫能計畫，摘錄目前主要使用的技術範疇，希望能促進全球氫能發展。

由於在使用氫能時，不會增加溫室氣體排放，因此氫能被視為一種乾淨能源，有機會成為未來的燃料，各國政府已經開始推動氫能技術，並部署產業戰略，希望能參與此新興產業。

未來幾十年中，具有氫能比較優勢的國家將具備國際利益，然而如何快速部署氫能技術及衡量其成本效益規模目前仍是具備高度不確定性，透過全球19個主要的氫能計畫，以下分別就計畫中對於氫能需求的推動力和目前主要發展的氫能技術作闡述，最後詳述日本的氫能計畫以作為借鏡。

一、氫能需求的驅動因素

(一)降低成本
在實現巴黎協議中降低溫室氣體排放的過程中，之前主要集中在提高太陽能和風力發電，然而以目前的規模是遠遠不足以實現2050年的目標，仍須發展新的低碳技術，且具備低成本特性和能夠大規模部署，而氫能技術則可滿足這些需求。燃燒氫氣發電時不會產生溫室氣體，並且能夠作為能量載體來儲存、運輸，其能夠大規模且長期的儲存能量，可有效幫助那些存在季節性能源需求大幅波動的經濟體。

(二)幫助工業出口維持競爭性
當代工業如果無法保持技術的進步和成本競爭力，國內的產業便會被邊緣化，因此隨著氫能技術的進步，其在工業產品落地的可能性增加，各國紛紛採用氫工業戰略作為產業成長的動力來源。例如韓國、日本和中國有各種擴大生產燃料電池汽車和相關技術的目標。

(三)強化能源安全
氫能具有促進國家甚至區域能源安全的潛在作用，首先，氫作為能量載體可以在各種再生能源或非再生能源中產生，因此它可用於現有的多樣化能源供應鏈，其次，透過電解，它可以提高國內的能源自給率。

(四)降低空氣汙染
氫能發電能夠降低空污排放且提高都市空氣品質，其中在中國、南韓和倫敦地區，燃料電池汽車取代化石燃料汽車有助於改善都市交通所帶來的汙染，並提高公共健康。

(五)能源儲存
多數再生能源在生產過程中難以匹配季節性能源市場的供需，因此氫能的易儲存性為此困境提供潛在紓解辦法。

(六)降低核能
氫能發電提供一種有別於使用核能的減碳路徑，雖然以目前技術而言，按照生產成本及規模，其取代核能的可能性還不高。

二、主要氫能生產技術
(一) 蒸汽甲烷重整(Steam Methane Reforming，SMR)
1. 目前技術成熟。
2. 未來需要與碳捕捉封存 (carbon capture and storage，CCS)或碳捕捉、使用與封存 (carbon capture, use and storage，CCUS)相結合。
3. 目前具備成本優勢，有機會首先部署。
4. 採納進未來技術路徑的地區：汶萊、歐盟、南韓、英國、美國等。

(二)煤氣化(Coal Gasification)
1. 目前技術成熟。
2. 未來需要與碳捕捉封存 (carbon capture and storage，CCS)或碳捕捉、使用與封存 (carbon capture, use and storage，CCUS)相結合。
3. 目前具備成本優勢，有機會首先部署。
4. 採納進未來技術路徑的地區：澳洲、日本、挪威、英國等。

(三) 水電解(Water Electrolysis)
1. 目前規模較小。
2. 以再生能源為原料，提高氫的零碳源。
3. 能夠滿足小規模生產的需要。
4. 雖然水電解的成本已經下降許多，但電解槽的成本仍然較高。
5. 採納進未來技術路徑的地區：中國、歐盟、日本、南韓、英國、美國等。

(四) 生質氣化(Biomass Gasification)
1. 是大規模集中生產的一種潛在選項。
2. 成本介於化石燃料與水電解。
3. 採納進未來技術路徑的地區：荷蘭、德國、挪威等。

三、日本的氫能計畫
日本訂定了提高規模經濟和克服技術障礙全面性的戰略來引導公部門和私部門投入研發，以增加氫與現有能源的成本競爭力。
(一)背景
日本為海島型國家，國內化石燃料相對匱乏，因此對海外的化石燃料需求龐大，在此背景下，為了提高國內的能量自給率並滿足溫室氣體減量目標，日本認可氫為潛在的解決方案。

(二)實行策略
1. 開拓國際氫供應鏈：主要透過購買國際具較低價格的化石燃料或再生能源原料，再利用氫能技術轉化，以此降低獲取氫氣的成本，並致力發展載體技術，用以運輸及儲存氫能。

2. 氫能發電：電轉氣技術(Power-to-gas systems)將扮演重要角色，日本希望透過降低水電解設備價格，並提高生產規模，以降低平均成本。

3. 運輸部門：擴大以氫能為基礎發電的車站數量，並增加跨不同類別交通工具中燃料電池的使用率，尤其是發展燃料電池在貨車及小艇上的應用。

4. 管線：現有的策略是使用目前城市的氣體管線作為氫氣管線使用，然而仍必須盡快制訂氫能相關法律，以確保氫氣管線的安全性。

(三)挑戰
與氫能儲存和運輸有關的技術、安全性仍有很大提升空間，同時需要開發港口設施，以適應國際氫供應鏈的建構。