專家傳真－發展氫能經濟 儲氫技術是關鍵

作爲21世紀最具發展潛力的二次能源，氫能應用範圍逐漸擴大，對能源轉型至關重要。圖／photo-ac

國際減碳趨勢興起，氫被視爲達成淨零目標的重要一步，根據IEA 2023報告預測，2030年前氫氣使用量每年增長6％，且將超過150公噸，因此各國積極佈局氫能發展，日本、德國等國家均已公佈氫能發展國家策略，並啓動多項大型示範驗證計劃，臺灣於2022年公佈淨零排放路徑中，氫能列屬重點規劃項目。

作爲21世紀最具發展潛力的二次能源，氫能應用範圍逐漸擴大，對能源轉型至關重要，在陸海空交通工具的應用、加氫站取代加油站、氫燃料電池等皆具發展商機，不過氫氣爲氣態燃料，須以高壓儲氫瓶盛載，才能安全地儲存與輸送，氫氣的儲存及運輸較複雜，如何安全的運用在各式新興應用上，儲氫技術就是關鍵。

■現行四種儲氫方式，以壓縮氫氣、液態氫較成熟

當氫能走向實務運用，也同步推升了儲氫瓶技術往輕量化、高壓力、高儲氫密度、長壽命的趨勢發展。運儲成爲國際氫供應鏈重要關鍵，既有體系皆以短程爲主，儲氫市場正面對新型技術與材料的重要考驗。現階段氫的儲存方式可分爲壓縮氫氣、液態氫、儲氫合金（金屬氫化物）、奈米碳管儲氫等四種，其中壓縮氫氣、液態氫爲目前較成熟的技術；儲氫合金技術已進入示範階段，相關研發活動仍持續進行中；奈米碳管儲氫則在發展初期，離商用化階段仍有距離。就觀察，壓縮氫氣與液態氫使用上有所限制，且氫都需要經過加壓才能儲存並運送，儘管非常耗費能源，且儲存容器保養成本高昂，但因爲技術成熟，短期內仍將是主流。

長遠看來，儲氫合金與奈米材料則皆爲優秀且較安全的儲氫材料，雖然目前技術成熟度與可儲存的氫氣密度尚低，但會是長期研發的可能方向。相較於傳統金屬儲氫瓶，高分子複合材料儲氫瓶可在保持相同耐壓等級的同時，大幅減輕高壓儲氫瓶的重量與體積、提高氫儲存容量比和存儲效率，降低長途運輸過程中的能耗成本。複合材料氣瓶具有品質輕、高強度、高模數和可設計性強等特點，被廣泛應用於航空航太、建築、汽車、火箭等重要領域。

■淨零碳排趨勢下，減排儲運技術受重視

以工研院爲例，開發具高儲氫密度、輕量化、高安全性、可避免氫脆特性的載具用儲氫氣瓶，相較傳統鋼瓶可輕量化減重70％以上，設計耐壓達2倍以上。此外，碳纖復材儲氫氣瓶的複合材料具耐蝕特性，非常適合臺灣海島高鹽分環境，載具用儲氫氣瓶能應用至未來氫能交通工具，爲臺灣氫能發展增添動能。根據工研院氫能規劃藍圖，2050年臺灣氫氣需求量將達每年435萬噸，工研院載具用儲氫氣瓶預估可節約國內每年127.6萬噸的儲運碳排，減少72.8％運輸碳排，以歐盟碳權價格每噸94歐元計算，減碳效益超過每年40億新臺幣。

隨氫能應用範圍擴大，儲氫技術發展也將持續推進，爲實現氫能經濟提供更堅實的基礎，儲氫技術發展將爲未來能源運輸及應用提供更加高效且環保的解決方案，邁向永續未來。