全球都在追求淨零碳排，各國急迫尋找乾淨的能源。最新最受矚目的是氫能，氫是普遍的化學元素，氫加上氧，就能變成水，沒有碳排放，能源轉換效率比化石燃料高，是終極潔淨的能源。各國積極發展氫能火車、氫能車，加一次氫氣可跑一千公里，比電動車還環保！鏡新聞獨家一探台灣第一輛氫能巴士，解密台灣的"氫能國家隊"！
德國氫火車，加一次氫氣，行駛逾1000公里，每年減數千公噸碳排放。英國氫卡車，最潔淨載具。日本氫能車，續航力破世界紀錄。真正淨零碳排的氫氣，這無色無味的氣體有多重要？它被視為搶救地球氣候戰的救星。氫加氧發電，產生水，不排碳，零汙染，但動能強大，終結了石柴油動力時代，全球26國搶定「新氫能戰略」，那台灣呢？
台灣第一套「氫能巴士」主要元件曝光，供氫瓶、燃料電池和驅動馬達，加上車外殼，就是巴士原型。彩碤新能源董事長鄭英豪：「氫能它已經是現在的進行式，氫能它主要是乾凈能源，而且它可以不用增加國家電力的負擔。」以臺灣每天目前有3萬輛左右的巴士，17萬輛的所謂大型的貨卡車，它使用150度電來做計算的話，一天大概要使用到3000萬度電，那代表什麼含義呢？代表是200萬個家庭在使用的電。
未來若轉用氫能車，過去這些交通工具的耗電，就能轉給工業和民生使用，能源用在刀口上。台灣氫能巴士也宣告邁向氫能運輸元年。彩碤新能源技術副總王健源：「這是我們使用的氫能電池。氫氣會由供氫模組藉由管路引導到電堆裡面，同時也讓空氣中的氧氣過濾以後從這個導管跑到電堆。兩者在質子交換膜會產生化學反應，產生電力以及水。那水會從這邊排出。」
發電過程有多純淨，氫氣加上氧氣，產生電力和水，不排碳也沒有污染。日本30年前投入氫能車研發，英國拚氫能卡車，德國氫能火車，韓國衝刺2023年底讓氫能電車商業化，荷蘭聚焦氫能飛機，氫電池比起電動車所用的鋰電池有更多優勢，跑更遠，載更重。
彩碤新能源技術副總王健源：「以市區公車為例，在每天行駛200公里的電池需求下，它就要搭載3噸的鋰電池，而氫能電巴它相關的電力供應只需要1.2噸。那整車重量變輕所消耗的能源，就是每公里所需要度數就自然減少，所以續航率就會增加。鋰電池必須有6-8個小時的充電，充氫的時間只有10-15分鐘，就可以滿足一天200公里的需求。第三個我們在供氫的時候可以採用移動式的加氫車或是移動式的加氫站，那在鋰電巴的部分的話，他必須要有充電樁以及管線，這個占用空間以外還有相當龐大的投資金額。」
解決鋰電池的痛點，氫電池的超高續航力，適合用在高載重、長時間、長途運輸的載具上。只要將燃料電池的電壓轉換後，傳送到MIT的雙電機巴士馬達，就能上路。但好不容易做出氫能車，要在台灣普及化，還有漫漫長路。因為氫能從發電、儲存、應用三階段，台灣目前還停留在"發電技術困境"。氫能國家隊怎麼突圍？
臺灣2050年目標氫能發電約9%到12%，氫氣的需求是435萬噸。其中25%是自產的氫氣，約110萬噸。為了要跟上全球的氫能的趨勢，工研院和產學各界也在積極來探索後石油時代的能源新技術。
工研院綠能所組長張文昇：「燃料電池這個就是碳板，用所謂的金屬板，大家看到這個，從這個側面的部分可以看到，基本上比較薄，而且相對來講，它的製作成本也會比碳板來得低。」工研院綠能所組長張文昇：「一邊進氧氣一邊進氫氣，這個兩個中間裡面會有一個所謂的膜電組，兩片夾成一個我們就叫做一個單電池。氫氣(燃料)的部分就會從這邊進去，然後從另外一端出來，所以氫氣跟氧氣就會在裡面去產生反應。」
用小型、可攜帶的「質子交換膜燃料電池」發電，適合用在短時間開關的備援電力，像是基地台或發電機。生活應用走向終極潔淨能源。工研院綠能所組長張文昇：「我們的(交通)載具可能我開一開，開幾個小時我就停下來。我以後不用裝熱水器，我有一套燃料電池，我就可以產生熱水，我又可以冬天供暖。」
隨時隨地供電，用途廣泛，氫氣無汙染。可以改變半導體生產和陸海空運輸，更是石化、鋼鐵、重工業「綠化」的希望。也突破其他再生能源的限制。工研院綠能所組長張文昇：「因為再生能源是間歇性，我們可能連續好幾天都沒有太陽光電，或者是連續好幾天都沒有風的時候。那我們這些再生能源沒有辦法發電的情況之下，會受限到我的地理條件，我的土地。再來會受到氣候的影響，那而且對於台灣來講，其實能源的多元化最主要還有一個所謂的能源安全的議題。」
彌補風電光電的不足，氫能要做到長期待命，分散電力，國際上常見的兩種氫電池，質子交換膜，還有固態氧化物。搭配沼氣或天然氣，當氫氣加上氧，產生水和電和熱。熱把水加溫，提供長時間連續發電，熱電共生能源不浪費，用在"備用電力"之途。
工研院綠能所組長張文昇：「這個部分是使用天然氣，經過化學反應變成氫氣。那氫氣就會進入到這個所謂這個電池系統裡面，跟空氣裡面，氫氣加氧，會產生水跟電力。那所以這個部分就會產生電力出來，在反應的時候會放出熱量。那這個熱的話，只要我們後面比如說你常溫的水，經過我產生的熱，經過熱交換之後，我就會變成比如說50度60度的熱水。」
工研院綠能所組長張文昇：「做分散式的發電，再來他也可以作為這些所謂的數據中心的第二道的電源。像臺灣像我們有一些飯店、旅館或醫院，這一些本身它都是長期，是需要使用電力的，而且在這個地方的話，它本身都有熱水的需求，那因為燃料電池好處是它同時可以產生電力又加熱水，它的整個能源的使用效率可以到達9成以上。」
國際能源總署(IEA)預估要達到淨零目標，2030年全球氫能需求是2億噸。但氫氣生產幾乎來自"化石燃料"，電解水的製氫過程太耗電，轉換效率差。電動車龍頭創辦人馬斯克：「氫能是愚蠢的儲能方式。」
製氫方式有多種類。透過再生能源電解出來的「綠氫」是零碳排，由化石燃料碳捕存的是較低碳排的「藍氫」，化石燃料裂解的「灰氫」，工業副產物的「褐氫」都是高碳排。要怎麼提升藍氫和綠氫產能，是最大挑戰。
工研院綠能所組長張文昇：「 國內其實有一些工業，他都有一些所謂的工業製程的餘氫，把這些餘氫拿回來幫他評估，拿回來做循環發電去應用。」半導體製程每分鐘會產生28萬公升的餘氫，現在都焚燒處理。如果能透過高效濾氫純化器，氫氣回收率高達95％。工研院綠能所組長張文昇：「在這個桶槽裡面是大部分都儲存在了不純的氣體，但是因為我們這裡面的這個鈀金屬，可以因為透過壓力的關係，可以把外面這些的比較純的氫氣擠壓到這個中空的管子內層，那所有的雜質都會留在外部，中空裡面就會得到非常高的氫氣純度。」
當氫能變成淨零碳排的必要選項，有源源不絕的氫氣，才有未來。中山大學獨創的催化劑，取用海水，經過電解來創造出氫氣，這是可以接近零碳又可以發電的綠氫。我們可以想像整個西子灣，未來都是臺灣的氫氣海。
中山大學化學系教授陳軍互：「對抗這個全球氣候變遷的過程中間，我們會希望我們的能源的使用上，或是能源的調節上，能夠完全的不帶有碳足跡。」問題是，用水電解的效率低，加上催化劑，就是增量解方。陳軍互教授：「催化劑加入這個位置的話，那再加上通電，我們就可以在比較小的電壓之下大量的產生大量的氣體。那可以看到這個，這個這一杯的液體之所以呈現混濁，接近牛奶的顏色，那是因為裡面混合了大量地非常小的氣體的氣泡。那其中包含的氫氣跟氧氣都在裡面。」
陳軍互實驗室研究團隊：「去開發新的方法，去超越我們現在的催化劑，讓效率可以翻倍。」不同於燃料電池把氫加氧變成水，反過來將水分解回氫跟氧。「酸性氧化還原輔助沉積」催化技術用金屬元素，產生更多氫氣，提供發電。
陳軍互教授：「轉換的效率通常要變高，需要催化劑幫忙。那基材上面，我們開始塗布我們的催化劑，那塗布完會有因為你的元素有各自不同的顏色。以這個顏色來講，它是比較偏金黃。那像這是原來的，這個原來的樣子，所以它在這邊是主要是含有鐵跟錳這兩個元素。那如果是再加入了一些其他的這個元素的話，他就會變化成大概有鈰，比方鈰，甚至有些是銀或者他的這個配比的調整都會顯示出各式各樣。」
五顏六色的元素取代貴金屬，活性提高了4.6倍，成本只剩1/1000。陳軍互教授：「像鐵、鈷、鈉、錳這類型催化劑組成的，它大概是會是貴金屬價格的1/1000左右。有了催化劑，我可能一樣放入100單位的電，但我得到的東西，可能有是它好幾倍。你的氫氣的產生的電費成本，會下降很多。」
烏俄戰爭後的能源危機，讓全球更重視淨零碳排。世界變局中，台灣氫能國家隊， 打造「氫」潔未來，不能落單。
新聞日期:2023.04.02
資料來源:yahoo新聞(另開新視窗)