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韓國氫經濟市場分析

謝汎琪、陳霈、古慧雯/ 發布日期:2022/01/07/ 瀏覽次數:841

一、前言

隨著近年來氫能技術逐步發展,依據世界能源理事會(World Energy Council, WEC)2021年9月發表的National Hydrogen Strategies報告,已有13個國家和歐盟已頒布其國家氫能策略。全球政府亦採取相關政策與措施,例如建構基礎設施大量生產氫氣、結合管道與運輸系統輸送氫氣,以及將氫能生產的燃料做為電動車或長途卡車的動力來源,並實施補貼與投資方案提升其發展的速度。

 

其中韓國與臺灣相似,屬於自然資源有限的主要能源進口國,因此韓國自2019年公布「氫經濟發展路線圖」(圖一),主要發展氫燃料電池和燃料電池車,並在予以明確的量化目標。此外,2020年2月更通過全球首部氫能法案-促進氫經濟和氫安全管理法(Economic Promotion and Safety Control of Hydrogen Act),2021年生效。而在 2020年7月宣布的綠色新政(Green New Deal)中亦以發展氫經濟為核心,推動能源基礎設施進行綠色轉型及擴大低碳能源供應,企圖成為全球氫能市場的領導者。

 

 

 

二、韓國氫經濟市場

韓國氫經濟預計投入於定置型發電、乘客運輸、貨物運輸、加氫站、氫能的生產與儲存等五個技術領域,其相關目標設定如表一。預估韓國氫能市場在現代(Hyundai)和斗山(Doosan)等大型企業推動下,其規模將從2020年的14.1萬億韓元(91億英鎊),增加到2030年的26.8萬億韓元(173億英鎊)。此外,在綠色交通方面,韓國除在氫能汽車和燃料電池領域擁有技術上的優勢,也是世界上第一個成功量產氫能汽車的國家。預計到2025年將投入130億英鎊發展綠色交通,2030年達到生產50萬輛氫燃料電池汽車出口的目標。

 

 (一)定置型燃料電池發電

目前韓國定置型燃料電池發電的研發和商業化重點為開發效率更高且可使用更靈活的燃料來源的固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)系統,並積極培養國內企業該領域的能力。但SOFC系統大部分核心技術來自英國和美國,因此韓國企業主要尋求與國際共同合作、研發重要領域,如國內Doosan企業與英國Ceres Power於2019年簽屬SOFC的合作協議,而SK E&C則在2020年與美國Bloom Energy公司合資生產韓國SOFC系統。

 

 (二)乘客運輸(Passenger Mobility)

1.氫燃料電池汽車(Fuel Cell Electric Vehicles, FCEV)

2019年1-10月期間,全球銷售的 FCEV超過50%在韓國製造,現代企業超過日本的豐田和本田成為全球 FCEV銷量第一的公司。在韓國國內市場中,政府提供大量補貼,使得FCEV的銷售數量成長速度高於純電動汽車(Battery Electric Vehicle, BEV)(表二),目標於2030年市占率達8.9%。韓國中央和地方政府為提供消費者購買FCEV的直接補貼,例如:現代企業最新的FCEV車型Nexo定價為7,200萬韓元(47,000英鎊),中央政府提供 2,250萬韓元(14,000英鎊)的補貼;地方政府提供10-2,000萬韓元(6,300-13,000英鎊)的補貼,在首爾的消費者購買Nexo需支付的價格約為3,250 萬韓元(21,000英鎊)。此外,政府還以停車優惠、通行費折扣等方式提供進一步的激勵措施,例如:FCEV車款在韓國的公共停車位可享有50%的折扣,以及50%的高速公路通行費折扣。

 

2.氫燃料電池公車(Fuel Cell Electric Buses, FCEB)

雖然目前僅少數的FCEB真正投入乘客運輸,但現代企業已準備好大規模部署FCEB,且可從中央政府和地方政府獲得補貼。現代汽車OEM(Original Equipment Manufacturer)生產的FCEB原價約為6.3億韓元(40.6 萬英鎊),中央政府提供約1.5億韓元(9.7萬英鎊)的補貼;地方政提供1.5億韓元(9.7萬英鎊)的補貼,使價格降至3.3億韓元(9.7萬英鎊)。此外,韓國地方政府預計目標到2022年有2,000輛FCEB可上路提供乘客運輸(表三);到2040年有40,000輛FCEB投入營運。

 

(三)貨物運輸(Freight Mobility)

1.氫燃料電池卡車

韓國市場中有2家卡車製造商:現代企業和Tata Daewoo,現代企業是目前韓國唯一的氫燃料電池卡車供應商,而Tata Daewoo亦擬定氫燃料電池卡車中長期發展計畫。2019 年現代企業與瑞士公司H2 Energy成立了合資公司Hyundai Hydrogen Mobility (HHM),並向瑞士交付首批10輛氫燃料電池卡車,將以按使用次數付費的方式將氫燃料電池卡車出租給商業卡車營運商。現代企業近來正在量產新型的氫燃料電池卡車-XCIENT,由190 kW的氫燃料電池堆提供動力,總儲氫容量約為32公斤。此外,2021年現代企業也會向韓國昌原市提供2輛試營運的氫燃料電池垃圾車。

 

2.氫燃料電池無人機

韓國境內共有3,300多個島嶼,氫燃料電池無人機為運輸貨物到農村地區的解決方案之一。韓國共有20多家無人機公司,2020年4月斗山移動新創公司(DMI)開發的氫燃料電池無人機成功分發防護口罩到3個島嶼;Giantdrone公司最近也開發了2kW的氫燃料電池無人機,其飛行時間為2小時。除了運送貨物之外,氫燃料電池無人機也可應用於檢查工廠、監控太陽能發電場,以及軍事和農業等多種用途。因此在國家氫能技術路徑圖(the National Hydrogen Technology Roadmap, NHTR)中,韓國擬於2040年可實現無人機功率密度達1kW/kg及無人機計程車功率密度達2kW/kg的目標。

 

(四)加氫站(Hydrogen Refuelling Stations, HRS)

韓國國內共有38個HRS投入營運,HRS可分為兩大類:常規HRS容量為650公斤/天,以及公車用HRS容量為1,000公斤/天。由於HRS目前的盈利收入較低,韓國幾乎所有的HRS都由地方市政府經營。HRS的氫氣價格落在7,100-8,800韓元/公斤(4.6-5.7 英鎊/公斤)之間,若依據每公里的的成本計算,氫氣比汽油、柴油或液化石油氣更加便宜(汽油:每公升 1,250 韓元;柴油:每公升1,060韓元;液化石油氣:每公升730韓元)。雖然韓國政府並未規定最終用戶支付的氫氣價格上限,但市場中8,800韓元/公斤(5.7英鎊/公斤)為HRS營運商不願超越的標準價格。實際上,這樣的價格很難吸引新的營運商進入HRS產業,也是韓國政府正在尋求解決方案的問題。

 

(五)氫氣儲存和運送

氫經濟需要完善的生產、儲存和運送系統,其中氫氣儲存(尤其是液態儲氫)是韓國面臨的主要挑戰之一。雖然NKTECH、Iljin等韓國企業擁有氫氣儲存技術,但市場中大部分設備仍然需依賴國外進口。實際上,由日本JSW公司和美國Fibatech公司所提供的儲氫設備約占韓國儲氫設備的50%。

韓國氫能基礎設施的主要策略是規劃在一個集中地點生產氫氣,並建立中心輻射狀的氫氣運送網路,將氫氣運輸到附近的HRS。目前管式拖車(Tube Trailers)是韓國唯一的氫氣運送方式,全韓國約有558輛管式拖車(200-300 bar)投入運送氫氣。韓國氫氣運送的最終目標為建立連接氫氣生產中心的輻射狀的氫氣運送管道,韓國現在已有總長約200公里的氫氣管道,分佈在蔚山(Ulsan)和麗水市(Yeosu)附近的石化廠,屬於可在60 bar下運送的金屬管道,未來需要進一步建置規格<40 bar的低壓氫氣管道。

 

三、小結:氫能認證制度和安全標準

韓國國會於2020年2月通過氫能法(Hydrogen Law),未來需要進一步制訂氫能相關認證制度和安全標準。可藉由分析美國和歐盟等地區的氫能安全法規,同時也將韓國公眾對氫能安全的看法納入考量,訂定未來適合在韓國實行的氫能認證制度和安全標準。

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