一、前言
使用再生能源生產氫氣為國際實現溫室氣體中和的重要發展領域,氫能可長期儲存再生能源的剩餘電能,並作為發電、運輸、供熱、工業製造和化工等多個部門整合資源的能源載體。其中,氫能燃料電池技術可高效率地將氫氣轉化為熱能和電能,並應用在運輸部門的電動車產品當中。
以下彙整截至2017-2020年間全球燃料電池車 (Fuel Cell Electric Vehicles, FCEV) 及加氫站的部署情況,並藉由彙整各國公開發布的發展路徑、發展策略及相關資料,分析全球燃料電池應用的現狀和發展趨勢。
二、全球部署概況
截至 2020 年底,全球總計有 3.5萬輛不同類型的類燃料電池車 (FCEV) 處於營運狀態,包括客車(passenger cars)、公車、輕型商用車和中重型卡車(圖一)。其中65%的FCEV位於亞洲,其次27%在北美地區,8%在歐洲;車輛類型則以客車(74.5%)最多,其次是公車(16.2%)和中型卡車(9.1%)。
(一)燃料電池客車
目前全球燃料電池客車市場,以韓國擁有 10,041 輛燃料電池客車占比最高(38.7%),其次則是美國(35.4%)和日本(15.8%)。韓國、美國和日本3個國家FCEV 客車數量合計約占全球的 90%。其中韓國的燃料電池客車數量在最近1年中增成長幅度高達98%,帶動2020 年全球燃料電池車數量成長率(約38%)(圖二)。
(二)燃料電池公車和燃料電池中型卡車
在燃料電池公車領域,全球共有 5,648 輛燃料電池公車正在營運,其中97%的燃料電池公車位於亞洲(中國數量最多,共有5,452 輛),歐洲和北美幾乎數量不多。全球燃料電池中型卡車的分佈亦集中於中國,共有3,153 輛(亞洲地區共有3,161 輛)。
(三)加氫站(Hydrogen Refuelling Stations, HRS)
如圖三所示2020 年全球加氫站總數成長 15%,成長幅度低於 2019 年的 23%,但與 2018 年持平。截至2020 年底,全球共有 540 座公共和私人的HRS 正在營運,根據數據分析結果,大多數 HRS 集中在亞洲(共有 278 座HRS),其次是歐洲(共有 190 座HRS),另外還有 68 座HRS位於北美地區。HRS數量最多的國家是日本(137 座,平均密度約每30.7輛燃料電池車就有一座),其次是德國(90座,平均密度約每12.0輛燃料電池車就有一座)和中國(85座,平均密度約每99.3輛燃料電池車就有一座)。美國則有 63 座HRS(平均密度約每146.9輛燃料電池車就有一座),高於韓國(52 座,平均密度約每194.1輛燃料電池車就有一座)和法國(38 座,平均密度約每10.4輛燃料電池車就有一座)。
三、各國氫能路徑和發展策略
根據氫能委員會 (Hydrogen Council)調查顯示目前共有 30 多個國家已制定氫能路徑圖,並公布了 228 個大型氫能發展項目,預估未來氫氣生產的成本將可落在1.4-2.3 美元/公斤的範圍間。以下列出主要國家在燃料電池車輛的發展目標及相關激勵政策:
(一)韓國的氫經濟路徑圖
1. 發展目標
於 2019 年 1 月發布,將燃料電池和氫能作為韓國主要的國家發展計畫。在該計畫中,預估氫經濟到2040年每年將創造 43 萬億韓元的價值以及和 42萬個新的工作機會。
其階段性目標分述如下:
(1) 2022 年–達到8.1萬輛燃料電池車(包括7.9萬輛燃料電池客車和 2,000 輛燃料電池公車),以及 310 座 HRS。
(2) 2040 年–達到620 萬輛燃料電池車(包括590 萬輛燃料電池客車;6萬輛燃料電池公車;12萬輛燃料電池卡車),以及 1,200 座HRS,氫氣供應量達到526萬噸/年。
2. 激勵政策
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FCEV的Nexo定價為7,200萬韓元(4.7萬英鎊),中央政府提供 2,250萬韓元(1.4萬英鎊)的補貼;地方政府提供1,000-2,000萬韓元(0.6-1.3萬英鎊)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(2.1萬英鎊)。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:燃料電池車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。
而在燃料電池公車方面,由現代汽車OEM(Original Equipment Manufacturer)生產的燃料電池公車原價約為6.3億韓元(40.6 萬英鎊),可獲得中央政府約1.5億韓元(9.7萬英鎊)的補貼;以及地方政提供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)。
(二)日本
1. 發展目標
日本氫能基本策略係由公部門和私部門共同制定目標,並預計到 2050 年實現。其國家氫能策略的重點包括2025年和2030年的階段性目標:
(1) 2025 年–達到20萬輛燃料電池客車和 320 座HRS,預計HRS目標將在 2020下半年開始執行。
(2) 2030 年–達到80萬輛燃料電池客車、1,200 輛燃料電池公車和 900 座HRS。
2. 激勵政策
日本中央政府提供購買燃料電池車的補貼金額介於 117- 210萬日元之間,經補貼後,消費者購買燃料電池車的價格落在 710- 810萬日元之間 。
(三)歐洲
1. 發展目標
歐洲綠色協議(The European Green Deal)目標到 2050 年實現溫室氣體淨零排放。歐盟氫能策略則訂定開發氫能的三個階段性措施,以支持歐洲能源系統內不同個部門的脫碳目標 :
(1) 2023 年–達到 291 輛燃料電池公車投入營運。
(2) 2025 年–歐洲至少有 747 座HRS。
(3) 2030年–(歐洲氫能路徑)–達370萬輛FCEV、50萬輛輕型商用車達,4.5萬輛卡車和公車,570輛火車和3700座加氫站
2. 激勵政策
購買純電動車和 FCEV 可從德國聯邦政府獲得 6,000 歐元的補貼,此外,在車輛租賃上,根據租賃期間長短設有不同的補貼金額 :租賃 6-11 個月可獲得1,500 歐元的補貼;租賃 12-23 個月可獲得3,000 歐元的補貼;租賃超過 23 個月則可獲得 6,000 歐元的補貼。
此外,義大利、德國、比利時與荷蘭等國家引入低排放與零排放區的制度,永久或於特定時間限制嚴重汙染類別的車輛進入,以助於將城市物流的過程轉為零排放。
(四)美國
1. 發展目標
美國的目標是發展100% 潔淨能源經濟,以實現2050 年淨零排放 。其中加州的投資和發展計畫尤為積極:加州政府每年投資 2000萬美元,支持設置100 座公共 HRS 投入營運,階段目標如下:
(1) 2025 年–預計達200 座HRS投入營運。
(2) 2030年–1000座加氫站及100萬輛FCEV
(3) 2035年–100%新售車輛為FCEV
(4) 2045年–100%新售中型和重型燃料電池車
2. 激勵政策
美國中央政府與州政府針對燃料電池車有不同的激勵政策:聯邦政府的國家稅務局(Internal Revenue Service, IRS) 為購買輕型燃料電池車提供高達 8,000 美元的稅收抵免,另外,中型和重型燃料電池車也可根據車樣重量享有稅收抵免。在加州購買或租賃新的零排放和插電式混合動力輕型車,由加州空氣資源局 (California Air Resources Board)提供4,500 美元的補貼;康乃迪克州則依據氫能和電動車購買折扣計劃 (Connecticut Hydrogen and Electric Automo‐ bile Purchase Rebate Program, CHEAPR) 提供購買或租賃 FCEV 5,000 美元的補貼。
四、小結
為實現2050年淨零排放的目標,越來越多的國家提出氫能策略,並朝零碳運輸方向布局,彰顯燃料電池車的發展前景。預估到2030 年全球燃料電池車輛將可達 1000-1500 萬輛汽車和 50萬輛卡車;到2050 年,可超過 4 億輛汽車、1500-2000 萬輛卡車和約 500 萬輛公車。而處於全球主要汽車供應鏈的臺灣,更應密切關注燃料電池車的未來發展趨勢,以便於及時布局及切入在最有利基的方向。