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英國氫能策略分析

鄧凱方、古慧雯/ 發布日期:2022/03/07/ 瀏覽次數:242

為了實現2050年淨零碳排目標,英國希望以自身在離岸風電與天然氣等領域的發展優勢為基礎,同步擴大低碳氫(Low Carbon Hydrogen)(註1)的產能並推廣低碳氫的多元使用,在2030年前打造國內氫經濟,以充分發揮其深度減碳與強化整體能源系統韌性的效果,同時亦可藉此推動本土氫供應鏈的發展,達到創造優質工作機會、激發創新與專業能力、及孕育新經濟成長動能等多重衍生效益。英國於2021年8月發布國家氫能策略(UK Hydrogen Strategy),並以綠色工業革命為基礎,勾勒到2030年的氫能發展願景及實踐路徑圖(圖一)。

 

一、氫能策略

 (一)發展願景

1.2025年:英國實現1GW低碳製氫產能

2.2030年:實現5GW的低碳製氫能力,並推動整個脫碳經濟,成為全球氫能領導者。並預計創造9億英鎊的附加值,及帶動40億英鎊的私人投資,增加超過9000個工作崗位。

3.2050年:創造10萬個工作崗位和130億英鎊附加值

 (二)關鍵里程碑

1、2022-2024年:

(1) 2021年:部署第一階段的CCUS

(2) 2022年

啟動“淨零氫能基金”(Net Zero Hydrogen Fund, NZHF)

擬定最終的低碳氫標準

擬定氫能商業模式

第三季度確定將氫氣摻混進天然氣網的推廣價值

(3) 2023年開展社區供熱試驗

2、2025-2027年

(1) 部署氫能重型貨車

(2) 2025年

製氫產能達到1GW

建立2個以上的CCUS

進行村莊供熱試驗

(3) 2026年以氫能供熱

3、2028-2030年

(1)低碳製氫產能達到5GW

(2)部署4個以上的CCUS

(3)部署氫能試範城市

(4)部署40 GW離岸風電

4、2030年代中期以後

實現第6次碳預算目標。

 

二、氫能策略分析

(一) 對症下藥以創造良好發展環境

英國政府主要透過從價值鏈的各個環節切入,先盤點推動阻礙與挑戰,然後再據此量身打造相應推動措施之方式進行具體政策的擬定。在生產方面,儘管生產與使用成本將隨技術創新與設備布建而下降,但目前低碳氫的成本仍遠不具競爭優勢,加上何種技術會取得領先優勢亦尚未可知,使得投入先期生產與應用研發的業者面臨高度風險,嚴重限縮業者投資意願,阻礙拓展腳步。在需求方面,高昂成本、技術未臻成熟、法規制度不健全與基礎設施嚴重欠缺等多重阻礙,讓終端使用者對於以氫取代目前高碳排能源或燃料有所卻步,亦使低碳氫應用的推廣與擴大難有突破。

為了克服這些發展阻礙與限制,英國政府規劃將氫經濟價值鏈分為生產、運輸存儲、應用與市場4大構面,分別擬訂相應的政策措施與策略目標,以提高產業界的投資信心與終端消費者的使用意願,為低碳氫經濟的發展創造良好環境。

目前擬議中的政策措施包括提供研發補助與創新獎勵等資金援助以降低投資風險、制定低碳氫標準規範以提高民眾接受度並爭取外銷機會、補助與推動區域性示範型計畫以檢測最佳商業化應用模式、強制要求新設或販售之天然氣鍋爐等裝置具備可轉換改用氫氣功能以降低未來轉換成本等,惟最快要到今年底或明年才會提出具體細節。

另考量未來主流製氫技術與應用模式具有高度不確定性,可能受技術創新的突破性發展、各國對於低碳氫的認定、或碳定價等措施所引發的相對價格優勢等因素之影響,而與原訂政策措施發展方向有所落差,英國政府亦相當重視保持各項政策措施細節的調整彈性,以便於發現問題時可迅速因應調整,確保長期可達到更低碳與具經濟價值的成果。

(二) 精打細算以極小化民眾負擔

英國政府所規劃的政策措施包含許多補助獎勵內容,而這些無疑都將增加納稅人的負擔。為減輕財政壓力並提高民眾接受意願,英國政府將「以最小成本來推動氫經濟」列為政策擬定的重要原則,除規劃透過碳定價等措施來增加排碳成本,促進業者自發性進行低碳投資外,也不排除複製風電的發展經驗,導入保證收購或競價機制等措施,來引導並擴大氫氣生產,同時在各式研發補助或示範型計畫的推動過程中,借助「做中學(learning by doing)」的方式汲取經驗,利用成功的研究與最新技術來降低成本、排除風險,並確保各項技術商業化使用的安全性,以最大程度降低對消費者與家庭的干擾與負擔。對於各種資金的收支與運用也主張應經過充分的意見溝通,先行確立明確的規範,以降低各界反彈,加快氫能相關技術的商業化發展。

值得一提的是,英國因為在天然氣使用方面具備相當優勢,以甲烷蒸氣重組(Steam Methane Reformation, SMR)搭配CCUS的製氫方式,對該國來說是在短期內大規模提高氫氣產量較具成本效益的發展模式,並可為整體價值鏈(包含運輸、配銷與存儲)的投資創造良好環境,同時也有助於各種氫能技術的商業化推廣。但考慮到以使用再生電力(或核能、地熱等其他低碳電力)的水電解製氫方式,就長期而言更具減碳優勢,因此英國政府規劃採用同步發展兩種低碳氫生產技術之雙軌模式,先利用SMR搭配CCUS之方式盡早建立市場規模,同時在未來10年掌握水電解製氫新興技術創新優勢,以爭取於2030年後實現更大規模低碳氫生產所需的前期導入時間,打造更堅實的氫經濟價值鏈。

(三) 避免法規僵化與疊床架屋

由於氫的實用性相當廣泛,不但可在電力系統扮演重要角色,也可作為建築物供暖系統的能源使用,同時也是化工製程的重要投入,並可供作鋼鐵生產所需高溫的能源來源,在應用上涉及環境、安全、市場管理、競爭及終端特性使用等各個層面的政策規範與主政機關,因此英國政府在法規制度的建立上相當重視先行確立各主管機關權責範圍的重要性,以確保整體執行效率。又因氫能夠大量取代各種高碳排能源的使用,在氫經濟的推動過程中勢必也會對整體能源系統產生影響,故英國政府在制定氫經濟相關政策規範時,相當重視不同能源政策措施間的互動性,希望確保所有能源措施規範可相輔相成,而非彼此扞格,以極大化整體政策綜效。此外,考量目前氫經濟尚處於起步階段,各項生產端與應用端的發展都充滿高度不確定性,此意味著各項規範細節需要隨著不同發展階段的實際需求進行調整,才能發揮具體效益,因此在整體規範制度的設計上也規劃預留靈活調整的空間。

(四) 建立靈活彈性且透明的追蹤評估機制

為了確保未來各項政策措施確實執行,並能依據實際執行的有效性與各種不同發展階段的實際需求來調整政策措施細節,確保走在加速擴大整體氫價值鏈的正確軌道上,英國政府另規劃建立靈活、透明且有效率的追蹤評估機制。

由於低碳氫市場尚處於萌芽階段,日後主流的技術、實際的應用範疇與不同區位的發展重心猶未可知,氫能與其他新低碳技術之間的取代或依存關係亦充滿不確定性,故各發展階段所適用的觀測指標與評估方式可能不盡相同,故英國政府認為追蹤評估機制取保持靈活調整彈性,才能確保走在加速擴大整體氫價值鏈的正確軌道上。

其次,民眾的認同與支持是推展氫經濟不可或缺的助力,而以公開且透明的方式分享資訊與數據,即是增加民眾對氫的認知與了解的最佳管道,因此英國政府也將公開透明列為建構追蹤評估機制的基本條件,以讓民眾充分了解政府政策執行成效與國內氫經濟的實際推展情況,提升民眾擴大使用低碳氫的意願。

再者,由於氫經濟的發展橫跨經濟、能源與氣候等許多領域,此意味目前政府正在追蹤蒐集的某些數據實際上即已可作為評估氫經濟執行成效之用,因此基於效率原則,英國政府在建構氫經濟的追蹤評估機制時,即希望充分運用既有的資料蒐集管道與機制,盡可能減少業者或政府單位提報的負擔。相對的,因為針對低碳氫推動所蒐集的相關數據將有多重用途,因此英國政府也希望可以將這些數據用於政府政策的設計與各種推動措施優先次序的決定,以確保未來政策是以事實為基礎且有效的。

 

三、結論

對於一個新政策的推廣,不確定性是最大的挑戰與阻礙,英國政府在政策規劃上充分認知要扶植氫經濟的拓展,在各個發展階段可能需要輔以不同的政策措施與強度,才能回應市場的實際需求並讓政策發揮實際效果。因此對整體價值鏈各個環節所規劃導入的規範制度或是追蹤評估機制都一再強調會保持靈活調整彈性,一旦發現市場的實際走向已與政策施行方向有所落差,即時因應調整,以確保持續往低碳社會的目標邁進,而非困守於前一階段所採取的政策措施,此點相當值得參考。尤其對於政策追蹤評估機制來說,若一昧拘泥於使用過時的指標或數據,不僅會讓評估結果嚴重失真,也大大減損整體效益;此外,英國政府將為追蹤評估既有政策所蒐集的數據或指標,拿來做為擬定未來政策措施或決定措施優先次序的參考依據,讓政策的規劃有更強而有力的數據證據支持之作法,亦相當值得借鏡。


註1:泛指以天然氣為原料,使用甲烷蒸氣重組(Steam Methane Reformation, SMR)方式製氫,並利用碳捕捉、利用與封存技術處理製程中所產生的,所產製而得之氫氣;或是以再生電力、核能、生質能或地熱為電力來源,利用電解水製氫所得之氫氣。

 

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