能源革命 「氫」易減碳
20210412
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氫能一直被認為是取代化石燃料的潛在替代品，能用於電動車。(中新社圖片)
自從主張綠色能源的美國總統拜登上任後，全球加快走上減碳排放的新賽道，各主要經濟體都制訂了減碳目標，並積極研究低碳新能源。雖然再生能源及電池可助發電過程和汽車業實現減碳，但技術卻能應用於航空、航運、鋼鐵和化肥等，反觀能應用於大規模工業製程及低碳的氫氣，正是吸引全球資金逐鹿的新戰場！
「氫氣」可分為3種——「灰氫」是指利用化石燃料石油、天然氣和煤產出氫氣，製氫成本較低，但碳排放量大；「藍氫」是指使用化石燃料製氫的同時，配合碳捕捉和碳封存技術，碳排放強度相對較低，但捕集成本較高；「綠氫」是利用風電、水電、太陽能等可再生能源電解製氫，製氫過程雖完全沒有碳排放，但成本較高。
多年來，氫能一直被認為是取代化石燃料的潛在替代品。通用汽車就在1960年代製造了第一輛氫能汽車。然而，高昂的成本與複雜的製程，再加上油價下跌，使氫能研發未成氣候。不過，自2015年《巴黎協定》簽署以來，「低碳氫能」重新排上議程，設定淨零污染目標的政府，此刻都在尋找削減高污染產業的碳排放，「低碳經濟」引領能源業革命，而氫氣的低碳排放特質，使之成為新能源之星！
於2017年《達沃斯世界經濟論壇》期間成立的氫能委員會(Hydrogen Council)指出，去年歐盟和其他15國公布了氫能計劃，並進行大幅補貼以降低生產成本，預計未來10年全球公私營部門將投資至少3,000億美元(約2.34萬億港元)。若這些計劃有效執行，氫能可滿足全球近五分之一能源需求。
氫能委員會預計，到2050年，氫能將承擔全球18%的能源終端需求，製造超過2.5萬億美元的市場價值，屆時燃料電池汽車將佔據全球車輛的20至25%，會成為與汽油和柴油並列的終端能源體系。數據顯示，佔全球經濟總值七成的18個經濟體已制訂氫能發展戰略。
事實上，氫氣已用於一些大規模的工業製程，例如煉油、合成氨和氮肥生產，若能深化技術，應用於供熱、工業、運輸和儲能等新的終端市場上，增長潛力無可限量。
據國際能源總署數據顯示，目前絕大多數氫能都是從天然氣和煤炭等化石燃料中產生的，產製過程的碳排放量相當於印尼和英國的碳排放量總和，即每年大約有8.3億噸二氧化碳。因此，用再生能源製造「綠氫」是業界最大的希望，惟目前僅佔全球氫能供應的1%左右。
美銀預計，可再生能源發電不能完全脫離碳，目前全球仍有80%的能源來自化石燃料而非可再生能源，使「綠氫」可能成為對抗全球暖化的關鍵。該行又預計，到2050年，氫佔全球能源的市場份額將急增6倍，當中「綠氫」將為全球提供24%的能源需求，協助減少30%碳排放，產生2.5萬億美元的直接收入，間接基礎設施市場潛力高達11萬億美元。
過去5年，用於生產「綠氫」的電解槽和可再生能源成本下降了50%，料未來10年成本將進一步下降60至90%。更有分析預計，「綠氫」很可能在10年內取代化石氫氣，若「綠氫」佔氫氣市場的比例由目前的約1%增至100%，市場規模將擴大8倍，這代表2050年「綠氫」的產量將達到目前的800倍。業界更預期，隨着全球政府承諾補貼約1,500億美元，同時氫能開發成本會隨着時間下降，將使氫能更具競爭力。
●中國：望培養多家產業鏈龍頭
據統計，去年內地氫能產量和消費量均已突破2,500萬噸，成為世界最大製氫國。氫能亦被寫入中國「十四五」(第14個5年規劃)和2035年遠景目標綱要中，謀劃布局一批未來產業。到2030年，內地每單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源佔一次性能源消費比重將達到25%左右。另外，到「十四五」後期，可再生能源的發電裝機佔中國電力總裝機的比例將超過50%。
發展氫能方面，冀2023年前培育5至8家具有國際影響力的氫能產業鏈龍頭企業。到2025年前培育10至15家。此外，海南省首個氫氣充裝站項目「中石化海南煉化氫能凱美特充裝站」上月已建成，具備高純氫氣充裝條件，即將投入運行。
●日本：6月前或擴大減碳規模
日本政府打算為2030年為止的溫室氣體刪減計劃設定新的目標，擴大減碳規模，最遲會在7大工業國集團(G7)高峰會於今年6月召開前定案。
日本政府曾經表示，到了2050年，國家將會實現零碳排放，同時還將會最大限度地利用核能、氫，以及氨等的清潔能源，預計到了2050年，50至60%的國內用電量將會由可再生能源提供；10%的電力將會由氫和氨提供；剩下的則由核能以及配有碳捕捉技術的燃煤電站來滿足需求。
目前在日本各個區域已經設有135處加氫站，號稱是世界上最大的氫氣加氣站網絡。去年10月，日本在氫能領域的目標是到2030年，將電力和運輸領域的氫消耗量提高至1,000萬噸，到2050年則提高至2,000萬噸。日本政府表示，將向氫能行業提供兩萬億日圓(約1,423億港元)的資金支持，同時予以一定的稅收優惠。
●歐盟：研廣泛建「綠氫」電解廠
去年歐盟就訂下了2030年的排碳放量比1990年減少55%的目標，比起先前的40%目標大幅提高。歐盟更達成協議，大幅改革碳市場，並且加快朝電動車的方向轉變，以及為達成減排目標所需的龐大低碳投資，在未來10年，每年額外對能源部門投資3,500億歐元(約3.23萬億港元)。
《歐盟2030氣候目標計劃》指出，降低化石能源消費將是減排核心，為達成目標，歐盟首要工作是將可再生能源和效能的目標由32%和32.5%，分別提高到38至40%和36%以上，可再生能源佔總發電量的比例在2030年達到65%以上。
另外，在去年7月發布的《歐盟氫能源戰略》中，歐盟打算廣泛建設「綠氫」電解廠，用光電或風電讓水還原成氫和氧，創造可再生氫能，期望2030年前有1,000萬噸氫能由再生能源製造，到2050年將氫能在能源結構中的佔比提高到12至14%，以實現碳中和目標。
●美國：料需求佔能源消費14%
美國到了2035年，將通過向可再生能源過渡實現無碳發電，到2050年，實現100%採用清潔能源，達至碳中和的目標。
為了實現美國的「3550」碳中和目標，拜登政府計劃撥出兩萬億美元(約15.6萬億港元)，用於基礎設施、清潔能源等重點領域的投資。具體措施包括成立機構推動儲能、綠氫、核能等技術研發，致力降低減碳成本。
美國能源部去年發布的《氫能項目計劃2020》指出，將致力於氫能全產業鏈的技術研發，並且加大部署力度，以實現產業規模化。過去20年，美國能源部在氫能和相關領域投資了超過40億美元，主要包括氫氣生產、運輸、儲存，以及燃料電池和氫能渦輪機發電等技術的研發。
據美國國家實驗室預測，到2050年，美國每年的本土氫能需求將增至4,100萬噸，佔未來能源消費總量的14%。
●汽車業轉型 廠商挑戰大
提到氫能，近期畢馬威(KPMG)對發展中的電動車市場進行了一項全面研究，指全行業向電動汽車的轉變對汽車製造商來說是生死攸關的挑戰，但這轉變並不是一瞬間發生。
報告指出，未來20年，全球汽車市場上的驅動系統將會趨向多元化發展，這包括電池動力、氫動力、油電混合動力和燃油動力汽車。預計到2030年，電動車將佔全球汽車市場份額的24至37%，而車企的前景，將取決於如何在燃油車的衰落及新能源車興起之間的世代磨合。如果2030年電動車的市場份額達到30%，那麼整個汽車行業將會有4,000萬輛燃油車產能過剩，相當於200家工廠停工。
針對電動車，除電能外，氫能能否在市場中脫穎而出，甚至取代電能，成為綠色能源新寵兒，且拭目以待。