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國際氫能策略 National Hydrogen Strategies
2021/09
World Energy Council (WEC)
https://www.worldenergy.org/assets/downloads/Working_Paper_-_National_Hydrogen_Strategies_-_September_2021.pdf
一、前言:
儘管「氫經濟」被視為能源轉型的重要對策,但就實務面來說,氫能仍處於早期階段,很少有國家公佈具體策略。目前,總計13個國家和歐盟已頒布其國家氫能策略,其中高達9國在去年(2020年)公布,除了是各國發展意願的宣示,將於2021年11月1日在蘇格蘭舉行的「聯合國氣候變化綱要公約第26屆締約方大會」(UNFCCC COP26)也是關鍵催化劑。該報告將聚焦於以下四大議題,展開進一步的討論:

(一)各國與地區在定調其國家氫能策略上出現顯著差異
在策略佈局上聚焦的著力點揭示了該國/地區如何看待氫在能源轉型中的態度。於此意味著,擘畫氫能策略應擁抱多元觀點,因地因時制宜,並支持探索不同的技術和使用案例。

(二)製氫陷入「顏色偏見」的窠臼扼殺了創新製程的契機
過度簡化與拘泥於製氫方式的色彩偏見(色彩意指:綠、藍、褐氫製程),將導致過早排除某些具成本與碳效益創新技術發展的可能性。因此,氫能策略研擬應超越顏色刻板印象。

(三)需將氫能發展定調在以需求為中心的策略模式
目前的氫能政策對話主要集中在供應面上,忽略了考量氫使用者的觀點與角色。因此,未來的政策對話應深入思考與探索能觸發需求的關鍵因素,尤其在氫基礎建設與全球供應鏈發展。

(四)氫經濟的發展深耕將有助於開創就業機會和經濟成長
呼應了疫情後的政經與社會局勢需要各國同舟共濟,許多國家的氫能策略也都將創新就業機會視為氫產業發展的重要動力,是重新培訓人力並提升專業技能的契機。

氫能經濟雖尚處於初期培育階段,但仍有許多國家的氫能策略已展現出影響力,例如:領頭羊日本刺激了亞太地區的發展意願,南韓與澳洲也接續發布策略。歐洲方面,德國則是發展先驅,在輪值擔任歐盟主席國期間對推動歐盟制定氫能策略不遺餘力。在拉丁美洲,智利與諸多鄰國也積極行動加入制訂策略的行列。以下將就上述關鍵國家發展重點進行概述:

二、各國氫能發展重點
全球碳中和共識是增加氫能發展的關鍵驅動力,特別是針對難以脫碳產業。該報告彙整各國氫能策略中重點發展領域,主要有重型和長途運輸應用(公共汽車、卡車等)、碳密集或需要消耗化石燃料產氫的工業(煉油廠、化肥、鋼鐵)。而終端應用則需仰賴技術創新及政策誘因,例如:以氫氣進行家用供暖,需由現有基礎設施轉為氫氣應用,將天然氣轉化為氫氣管道或是改進鍋爐以適應氫氣等;航空業則因龐雜的系統和安全考量,發展時程較為緩慢。在成本競爭力方面,氫能委員會(Hydrogen Council)預計2030年低碳氫有機會在終端應用中與其他能源達成本競爭。

(一)日本與南韓:發展氫經濟
日韓兩國同質性高,皆屬於具經濟發達,但自然資源有限的主要能源進口國。有鑑於此,兩國不約而同將電力部門設為氫能經濟優先發展的領域,例如:日本已經擬定氫氣發電的預設目標,並積極推動家用燃料電池「ENE-FARM」的普及,使用氫進行分散式小規模發電,且利用發電時產生的熱能來供應暖氣或熱水。韓國政府則持續探索優化中央發電的可能性外,同時也嘗試在住家與建築物中的分散式發電系統使用燃料電池,並擬定深具企圖心的目標。此外,兩國都著眼於交通運輸部門,將發展重點投入在建立國內燃料電池汽車 (fuel cell vehicles, FCV)市場,目標是輕型汽車的使用;韓國特別致力於成為氫動力汽車的全球領導者,專注開發出口市場潛力。

(二)澳洲:以出口為重心
相較於日韓仰賴進口能源,澳洲是主要能源出口國,該國策略側重在氫氣的製造與出口,如潔淨氨的大規模製造,以及將運輸過程中所面臨的挑戰(例如:重型和長途運輸)納入考量。

(三)歐洲:工業和運輸部門脫碳
歐洲是世界能源消費大戶,其能源轉型目標設定在增加多數會員國使用再生能源的比例。因此,潔淨氫在歐洲的應用目的主要在協助工業脫碳,其次則是運輸部門。例如德國,工業重點項目是:化工、石化和煉鋼業,運輸部門則是著重在:軍用車輛、拖板車和公共汽車等重型車輛。法國則聚焦於替換現有工業部門(例如:煉油、化學、農企業)所使用的碳基氫(carbon-based hydrogen),並在海運和航空產業展開前導計畫,並力求成為電解槽的主要生產商。荷蘭政府選擇開發氫基礎設施以觸及更廣大的用戶。有鑑於高昂的基礎設施成本,挪威基於基礎設施之成本考量,選擇在主力消費者所在地點附近生產,而後將二氧化碳運回挪威儲存。西班牙和葡萄牙專注於再生氫的生產和國內消費,並以長期出口為目標,但也考慮從能規模化生產潔淨氫的國家(像是:中東、北非、拉丁美洲)進口,以兼顧經濟效益。

(四)智利與加拿大:生產、消費和出口潔淨氫
在美洲,智利和加拿大初期將重心先開發滿足當地供需,中期再考慮出口。而智利擁有良好的再生能源條件,該國的目標是以在地生產綠氨與灰氫取代進口氨,並在煉油廠使用綠氫,亦期綠氫應用於未來長程與重型運輸。
加拿大則是碳氫化合物主要出口國,近程發展重心著重在運輸領域的終端應用,預計將燃料電池佈局在公路運輸、鐵路和航運,長程亦規劃將天然氣與氫氣混合,來達到脫碳與加熱的目標。

三、政策框架建議
目前多數國家仍在探索氫能在價值鏈中所有的機會,以及能源的供需問題。因此,該報告綜整氫能政策工具架構供各國在擬定策略上的參考,以助於獲得發展最佳效益,其架構如下所述:

一、設定願景
宣示國家策略或路徑是利益關係人擘畫願景的關鍵環節,雖然當前氫能策略各國因國情在內容與形式各有差異,但都是為跨領域氫能產業培育提供願景,需先擬定市場發展時程與核心目標的優先事項。在設定願景的過程中,策略規劃為市場參與者帶來深具企圖心的政策、法規與激勵措施,並提升政策能見度。

二、財政激勵
氫能技術正處於邁向商業化的早期階段,急需直接公共和私人投資支持挹注,以前導計劃來實現規模經濟。高盛(Goldman Sachs)銀行預估2050年亞洲、美國及歐洲氫能市場將達11.7兆美元。而歐盟戰略(EU strategy)中亦評估,2050年歐洲在綠氫方面的投資將高達180-4700億歐元,低碳氫則約3-180億歐元左右。此外,氫能委員會評估灰氫與綠氫間,至2030年尚有500億美元及65GW電解槽容量的缺口待彌合。
再者,成本考量一向是氫遲遲無法在能源系統規模化發展的主因,特別是宣稱只願意使用再生能源製氫的國家。氫做為新興能源載體的明日之星,其市場發展更需要足夠力道的財政激勵,以縮短與現有能源選項的經濟效益差距,例如:稅收政策和補貼等財務措施可成為政府拓展氫價值鏈的關鍵工具。

三、促進國際氫能市場
開發氫做為能源載體還需要建立國際氫能市場,實現具有成本效益的製程與貿易模式。因此,許多國家正在研擬雙邊協議以協調研發計畫,協商出對雙邊都合宜的實施標準,以促進新興的全球氫貿易。

例如:
(1)日本氫能部長級會議(Hydrogen Energy Ministerial Meeting),會後的東京宣言(Tokyo Statement),高達21國、多個跨國區域與國際組織參與,詳列出促進氫能普及和擴展之各項舉措,並每年評估進展情況。
(2)日本、美國和歐盟建立氫經濟國際夥伴關係(the International Partnership for a Hydrogen Economy, IPHE),作為協調氫價值鏈的研究計劃。

四、創造良好的市場發展條件
良好的市場發展條件扎根於健全的法源基礎與標準,然而各國發展氫能之法源與規範制訂未完全明朗,目前重點在透過簡化現有框架,以及減少潛在障礙與行政負擔,來快速啟動氫能計劃。

例如:
(1)葡萄牙正在推動簡化製氫計劃的許可程序,囊括環境、工業與市政。
(2)法國發展公私合作夥伴關係(Public-Private Partnerships, PPP),以減輕氫項目的行政負擔,並促進倡議的推動。
(3)韓國制定「氫法 (Hydrogen Law)」之法源基礎,支持統計氫能相關數據以發展教育計劃,並建置安全標準、燃料系統和安裝法規。

此外,標準和認證機制的建立將有助於協調流程,對氫能產業發展尤為關鍵。藉由發展氫產業領域通用的語彙與國際共通的規則,未來將實現更高效益的跨境貿易,並為投資人提供穩定的市場與公平競爭的環境。其中,氫安全常做為工業和運輸部門建立標準化的優先領域。

例如:
(1)美國化學工程師學會(the American Institute of Chemical Engineers, AIChE)已成立氫安全小組負責制定標準。
(2)日本建議透過國際海事組織(the International Maritime Organisation, IMO)制定液化氫海運的國際規則。
陳霈
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