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汽車產品當中。
報告中介紹了截至 2021年初燃料電池汽車 (Fuel Cell Vehicle, FCV) 的部署情況,以及2017-2020年期間全球加氫站的基礎設施分佈與設置情況。 藉由彙整各國公開發布的發展路線圖、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,進而提出未來全球氫能發展的願景。
二、燃料電池汽車和加氫站(Hydrogen Refueling Station, HRS)的全球部署概況
截至 2020 年底,全球總計有 34,804 輛不同類型的類燃料電池汽車 (FCV) 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。其中65%的FCV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 年全球燃料電池汽車數量成長率(約38%)。
(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)各國的補貼計畫
1.美國
美國中央政府與州政府針對燃料電池汽車有不同的補貼計畫:聯邦政府的國家稅務局(Internal Revenue Service, IRS) 為購買輕型燃料電池汽車提供高達 8,000 美元的稅收抵免,另外,中型和重型燃料電池汽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汽車,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汽車購買折扣計劃 (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。
2.日本
日本中央政府提供購買燃料電池汽車的補貼金額介於 1,173,000- 2,100,000 日元之間,經補貼後,消費者購買燃料電池汽車的價格落在 7,100,000- 8,100,000 日元之間 。
3.德國
購買純電動汽車和 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。
(四)全球加氫站基礎設施概況
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 個 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 個HRS),其次是歐洲(共有 190 個HRS),另外還有 68 個HRS位於北美地區。HRS數量最多的國家是日本(137 個),其次是德國(90個)和中國(85個)。美國則有 63 個HRS 站點,高於韓國(52 個)和法國(38 個)。
三、各國氫能路線圖和發展策略
(一)韓國的氫經濟路線圖
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 420,000 個新的工作機會。
其階段性目標分述如下:
1. 2022 年–達到81,000 輛燃料電池汽車(包括79,000 輛燃料電池客車和 2,000 輛燃料電池公車),以及 310 個 HRS。
2. 2040 年–達到620 萬輛燃料電池汽車(包括590 萬輛燃料電池客車;60,000 輛燃料電池公車;120,000 輛燃料電池卡車),以及 1,200 輛個HRS,氫氣供應量達到526萬噸/年。
(二)日本
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200,000 輛燃料電池客車和 320 個HRS,預計HRS目標將在 2020下半年開始執行。
2. 2030 年–達到800,000 輛燃料電池客車、1,200 輛燃料電池公車和 900 個HRS。
(三)歐洲
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 個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。
(四)美國
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 個公共 HRS 投入營運,階段目標如下:
1. 2025 年–預計達200 個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
四、小結:全球氫能發展願景
根據氫能委員會 (Hydrogen Council)的報告,指出目前共有 30 多個國家已制定氫能路線圖,並公布了 228 個大型氫能發展項目,進而預測氫氣生產的成本可落在1.4-2.3 美元/公斤的範圍間,也列出以下願景:
(一)到2030 年,德國、日本、韓國和加州等地區每 12 輛汽車中就有 1 輛採用氫能動力;全球共計達到 10-1500 萬輛燃料電池汽車和 500,000 輛燃料電池卡車。
(二)到2050 年,超過 4 億輛汽車、15-2000 萬輛卡車和約 500 萬輛公車使用氫能提供動力。