隨著國際對氫能的關注升高,全球已進入加速能源布局階段,台灣若能善用自身優勢,串聯產學研能量,積極參與國際合作,那麼氫能技術的下一步棋,不僅是能源的革新,更是產業轉型的重要契機。
隨著全球能源轉型加速、淨零碳排成為共識,氫能正迅速躍升為下一代關鍵綠色能源。其高度靈活的應用潛力與零碳排放特性,使其被視為推動全球脫碳戰略中不可或缺的一環。
儘管氫能前景可期,然而要使氫能真正發揮潛力,現今仍面臨不少現實挑戰與技術的關卡,包括低成本製氫、高效儲氫材料的開發、燃料電池系統效能優化等,因此下一步的部署至關重要。
氫能為能源轉型提供突破口
氫氣具有能與再生能源互補的獨特優勢,尤其適用於交通運輸、重工業等高碳排領域,在能源轉型過程中扮演關鍵角色。透過電解水技術將太陽能、風電等間歇性再生能源所產出的餘電轉化為氫氣,不僅能大幅提升能源儲存效率,更能穩定電網運作,緩解再生能源大量接入帶來的調度壓力。
氫能同時具備多元的供應來源,從傳統化石燃料催化裂解、工業副產品回收,到綠色電力電解水製氫(綠氫),均可成為能源來源。其中,以再生能源製氫為長期發展重點,被視為最具潛力的低碳方案。
根據能源局規劃,台灣氫能應用將依循「短中長期」分階段部署。短期以發電與產業應用為主軸,氫氣來源則集中於在地料源,如事業廢棄物及沼氣。中期將擴展至以天然氣製氫(藍氫)為主,並需配合碳封存技術。長期則以提升綠電占比為目標,全面轉向綠氫生產。在應用面上,現階段聚焦定置型燃料電池發電系統;中期則朝向工業熱能需求與氫氣發電技術發展;長期將涵蓋氫氣鍋爐、電力儲能與基礎電力供給等更廣泛領域。能源局表示,未來將聚焦「科技研發」面向,開發可量產且穩定性高的氫生產與儲存技術,並與氫氨發電、氫能應用整合技術共同推進。
另外,台電公司也展開氫能整合計畫,將氫氣儲能與再生能源結合,打造具備分散式燃料電池電網的儲能系統。根據規劃,預計2025年前建置台灣首座兆瓦級綠氫整合燃料電池示範場域,並將依據再生能源推進規模逐步擴展氫能佈局。這項規劃不僅強化台灣在儲能技術的能量,也為未來再生能源密集發展提供彈性應對機制。
氫能產業目前處於從實驗室走向商業化的過渡階段。根據國際能源署(IEA)報告,全球已有超過30個國家發布氫能戰略,許多國家都投入大量資源布局氫能供應鏈。儘管如此,氫能普及的三大挑戰仍亟待克服:一是製氫成本高,特別是以再生能源電解水製得的綠氫;二是儲運技術尚未成熟,氫氣易燃、體積大,儲存與運輸成本高;三是基礎設施不足,例如加氫站數量不足,難以支援大量車輛應用。
再生能源電解產氫是目前最昂貴的產氫技術,不過,隨著光電、風電等發電成本下降及電解槽技術的成熟可大幅下降成本,風電產氫正在興起,2021年初,Siemens Gamesa宣布與Siemens Energy聯合資助開發14 MW海上風力渦輪機中的電解系統製氫。目前全球主要電解產氫技術有四種,鹼性電解(AE)為目前主要產氫技術,質子交換膜電解(PEMEC)流程簡單效能佳,國際已有示範場域,固體氧化物電解(SOEC)與鹼性陰 離子交換膜電解(AEM)目前技術成熟度較低,SOEC成本最高,但具最佳電解效率,為未來具潛力之電解技術。
氫能的發展需仰賴完善的技術生態系,涵蓋製氫、儲氫、運氫、用氫等各環節。目前全球已有多個技術聯盟與跨國合作模式浮現。例如歐盟的「Clean Hydrogen Partnership」聚集上中下游業者與研究機構,加速商業化落地。關於產業鏈上值得關注的廠商,包括:Air Liquide(法國):在氫氣製備與供應方面技術領先;Toyota(日本):推出商用燃料電池車Mirai,並擴展至巴士與卡車;Nel Hydrogen(挪威):專注於電解水製氫技術;Plug Power(美國):開發氫燃料電池解決方案,應用於物流車隊。這些廠商串聯起的生態系,已形成從技術研發、設備製造到應用推廣的完整體系,並推動跨業整合。
中技社在2025年3月報告指出,全球截至2024年7月已有44國設置氫能戰略圖。觀察世界各國的表現,例如美國以技術創新與區域性氫能中心為推進主軸,強調成本降低與工業落地;英國著重建構低碳氫市場,藍氫先行、綠氫跟進,並強調實際示範應用;中國以「雙碳」目標驅動,重型車、工業製程、儲能為主要應用領域,地方政府積極推動示範區,結合產業政策與補貼;歐盟則以大規模政策資助與跨境合作為核心,打造統一標準與區域氫能網絡;日本最早提出氫能社會概念,2030年目標使用量達300萬噸,強調氫能與再生能源整合,主導亞太氫能供應鏈布局,目前已建設超過160座加氫站等;韓國建構2040年氫經濟藍圖,目標為全球前三大氫經濟體,國家資助推動車廠與能源企業合作,加速產業鏈整合;澳洲成立國家氫能戰略,目標成為全球氫氣出口國,規劃多個出口港口與生產基地,著重綠氫出口亞洲,與日本、韓國建立貿易合作。
這些國家在政策、技術與基礎設施佈局上各有策略,卻都明確朝向以氫能為支柱的淨零轉型路徑邁進。各國雖策略不同,卻可見共通趨勢,包括政策導向明確,投入公共資源建設氫能基礎設施;重視氫能與再生能源的整合,尤其是綠氫發展;以工業脫碳與交通應用為主要突破口;積極推動國際合作與建立區域供應鏈等等。

圖一 : 氫能的發展除了仰賴完善的技術生態系,以工業和交通應用為主要突破口。 |
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氫能技術應用模式
氫能的應用領域廣泛,依照實際需求與技術特性,可大致分為四大類型。首先是交通運輸領域,氫能最具代表性的應用之一是燃料電池車,其高續航、快速補給的特性尤其適合使用於長途運輸或大型交通工具,目前已擴展至巴士、卡車等車輛,甚至像是貨輪與渡輪等各類船舶,並開始評估氫動力替代傳統柴油引擎的可能性。氫燃料電池車具備續航長、加氫時間短的優勢,適合長途重型車輛。德國、日本已在鐵道、公車等公共運輸試行氫動力。
其次是分散式能源領域,氫能可與再生能源搭配,應用於各類地點的獨立發電,例如結合太陽能系統供電給偏遠地區的充電樁、大樓型氫燃料電池系統、或是大型工廠內部自主電源系統,實現能源在地生產、在地使用。
第三是後備電源領域,在通訊基站、醫療設施、伺服器機房等對供電穩定性要求高的場所,氫燃料電池作為緊急備援電源系統,能夠提供可靠、低污染的備用電力,也適用於無法穩定接入電網的獨立電網系統。
最後是特定市場領域,包括災難發生時的緊急電力供應、遠距探測設備用電,甚至未來航空用氫燃料系統的應用開發,都是氫能在特殊環境下展現價值的潛力場域。這四大領域展現出氫能跨界整合的靈活性與多樣應用性,能夠為全球能源轉型提供更多的解決方案。
要實現上述應用,技術整合與政策支持是關鍵。例如氫氣與燃料電池的系統整合、壓縮與儲存技術的安全標準、加氫設施與電網的協同建設等,都是成功的必要條件。舉例來說,在工業製程中,鋼鐵、水泥等高碳排產業可用氫氣取代煤炭作為還原劑,達成碳中和目標;而氫氣可作為再生能源過剩電力的儲能媒介(Power-to-Gas),轉化為氫儲存再發電,提升能源調度靈活性。

圖二 : 廠商串聯起生態系,已形成從技術研發、設備製造到應用推廣的完整體系,推動跨業整合。 |
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應用市場的機會與利基
台灣在全球氫能浪潮中雖起步稍晚,卻擁有幾項關鍵優勢,使其在特定應用領域具備高度發展潛力。
高科技製造產業是台灣的核心經濟支柱,尤其在半導體與面板產業中,高純度氫氣是不可或缺的製程氣體。台灣已建立起穩定的氫氣供應與儲運體系,若能進一步導入綠氫或潔淨氫源,不僅可降低碳足跡,也為高科技產業轉型綠色製造創造條件。
其次,在智慧交通方面,台灣都市密集、交通路網發達,適合於固定路線的公車、垃圾車、物流車等固定路線先行導入氫燃料電池技術。此類應用有利於集中設置加氫站,降低初期投資成本,加速技術落地。再者,台灣的離島地區,例如澎湖、金門與蘭嶼,長期面臨能源輸送困難與成本高昂的問題,若能結合離岸風電與氫能儲能技術,打造分散式微電網,不僅可提升能源自給率,也有助於提升電力系統韌性。
台灣在精密機械與材料科學領域具備先進的研發實力,具潛力發展燃料電池關鍵零組件,例如膜電極組、雙極板與氫氣感測器,進一步切入全球氫能供應鏈,成為亞太區的重要零件供應基地與創新中心,進而在全球綠色能源轉型中找到關鍵定位。
結語
放眼未來,氫能科技應用市場供應鏈可能必須因應氫能社會態勢隨需應變,藉以滿足高科技製造業製程轉型需求,以及有效掌握新世代陸海空氫能運輸發展的機會與契機,氫能產業相關廠商若能在生態系當中互補、合作與共創,將延續科研技術成果及擴大商用化、規模化,甚至強化國際合作機會,導入更多的氫能生產體系,甚至因應未來能源結構需求,成為季節型再生能源調和技術。
如此能夠在未來再生能源量大而間歇性階段時進行補充,穩定電力輸出,從而達到削峰填谷、平衡電網的成效,並且進一步打造良好的氫能應用服務,完善產業生態體系。另外,要讓每小時的電力需求都有潔淨能源的供給,除了需要多元的能源來源,若是透過碳智慧運算平台輔助,將可協助將運算工作負載到潔淨能源充沛的地點和時段,並執行跨區域轉換、提高能源的使用效率。
隨著國際對氫能的關注升高,全球已進入加速布局階段,在全球綠色競賽中,台灣如何搶得先機?氫能不只是發電的替代選項,更是重構能源生態系、實現永續發展的關鍵拼圖。未來能否在這場全球綠色革命中搶得先機,將取決於技術突破、產業聯動與政策連貫的協同進展。台灣若能善用自身優勢,串聯產學研能量,積極參與國際合作,那麼氫能技術的下一步棋,不僅是能源的革新,更是產業轉型的重要契機。