綠能向前衝1〉邁向「氫能共和國」 德國還要過三關
長久以來，可達成零碳排的氫能，被稱為「未來的燃料」。隨著全球氣候變遷日益嚴重，加上化石燃料價格高漲的進逼，氫能變成刻不容緩的國家大計。未來，真的要來了嗎？
走入結構整齊、頗具綠意的德國愛爾朗根（Erlangen）園區，穿過比尋常辦公建築更低調的門廊，《遠見》採訪團隊來到西門子能源（Siemens Energy）的電解槽生產廠。還未來得及坐下，新能源事業部營運長舒茲（Kai Schulz）就對著我們說：「你們知道這座工廠，就要關閉了吧？」
經營氫能業務超過30年後，西門子能源砸下3000億歐元，在柏林打造全新超級工廠，預計2023年秋天開幕。據舒茲描述，那將是德國工業4.0實力的實現。生產線上的機器人，將從一台提升到四台，工時也從一班增至三班，以高度自動化流程，24小時不停工。
相對於愛爾朗根廠區每年約可生產400個氫能電解槽的電解池組（stacks），柏林新廠第一年便可生產1000個。2025年後，年產量預計超過3000個。
移址是為了大幅提升產量，舒茲解釋，「絕不是為了更靠近需求所在地。因為，需求遍布全球。」
自從2011年推出首項氫能產品「Silyzer 100」電解槽，11年來，電解效能大幅提升，成本也縮減到起初的1／10以下。「我們的產品已具有市場競爭力，準備好增產，」舒茲說綜觀全球，他相信氫能業務即將蓬勃發展。
能源危機成加速器，全球啟動2000個氫能發展計畫
氫能即將起飛，這句話已耳熟能詳。電解製氫技術存在已久，早在19世紀就有氫燃料電池。除了支援太空任務，1960年代以來，汽車業不乏引入氫能的嘗試，只是氫能汽車如終未能掀起風潮。即便氫能被視為最有機會取代化石燃料的潔淨能源之一，但礙於價格缺乏市場競爭力，「未來燃料」仍屬未來。
圖／整理：傅莞淇
但此次，氛圍略有不同。從西門子能源，到德國鋼鐵巨擘蒂森克虜伯（ThyssenKrupp）等公司的加碼投資；德國氫能顧問希利格（Thomas Hilig）觀察，企業的加入，是這波氫能熱潮不同於以往的關鍵面向。
氫能承載各界期望，各國媒體採訪邀請已多到讓西門子能源應接不暇，舒茲表示，能源危機確實加速了許多既有的氫能計畫，也增生了新計畫。
據國際能源署（IEA）統計，至2022年10月，全球已有近2000個氫能發展計畫。歐洲仍居領先地位，但砸下大筆預算補貼綠氫的美國，正準備彎道超車。
政府的積極支持與企業跟進，綠氫預計可在2030年跌破每公斤2美元。在再生能源豐沛的地區，甚至可能降至每公斤1美元。
烏克蘭戰爭引發的能源危機，瞬間縮短、甚至弭平了灰氫與綠氫之間存在已久的價差。
戰前，灰氫的成本約落於每公斤1～2美元。隨著碳價疊加，綠氫贏得價格競爭力，似乎只是早晚的事。
但綠氫目前產量仍小，這波能源危機，亦耗損許多企業進行中長期投資的財務能力，有些企業可能來不及看見，「但我希望大家都存活下來，一起打造一個可靠的氫能市場。」舒茲說，「市場足夠容納我們全部。」
以氫發電，固然有利加速淨零碳排，但氫能最能發光發熱的舞台，會在重工業與交通運輸領域。
傳統排碳量大的能源密集產業，如化工業，已使用不少灰氫，理論上，可以直接替換綠氫。鋼鐵業則需要改造製程或轉換設備，但也已有成功案例。至於卡車、貨櫃船等電氣化門檻較高的運輸機具，使用以氫為基礎的合成燃料（e-fuels），就是一條出路。
2022年12月，西門子能源投入兩年打造的南智利「Haru Oni」廠區剪綵開幕，此處生產的綠氫燃料，首批試用者，將是保時捷的傳統燃油引擎。
「除了風和水以外，那裡什麼也沒有。」提起Haru Oni廠，舒茲說，「這正是我們需要的。」其電解槽由來自風機的綠電驅動，產生的氫再與空氣中捕捉的二氧化碳結合，加工為合成燃料。這些燃料不僅可用於既有基礎建設，也可為現存的燃油車，降低碳排。
圖／整理：傅莞淇
人才、技術、時間，三大跨欄仍待跨越
德國的氫能之夢，其實已醞釀數十年。早在1999年，德國便設立歐洲首座商用氫氣卡車及汽車加氫站。截至2021年底，歐洲的228個加氫站中，就有101個位於德國。
這些加氫站，目前可能還有些乏人問津，人潮遠比不上一旁的傳統加油站。但在政府金援下，至少數千輛氫能貨車即將陸續上路。即便如此，要迎來氫能時代，德國還有許多跨欄得跨越。
德國聯邦外貿與投資署（GTAI）負責氫能業務的資深投資顧問斯托比茲（Heiko Staubitz）表示，目前德國的氫能發展，還處於擴大產量與運輸量能的階段；例如，建造電解槽、氫能運輸管線都需要時間。綠氫要在能源系統中發揮重要作用，至少仍需幾年的時間。
政府估計，到了2030年，德國將需要90～110TWh（900～1100億度）的氫能，遠非本國產能可滿足。也因此，在90億歐元規模的國家氫能戰略中，德國撥出20億歐元進行國際合作。基本策略是，出口氫能技術到再生能源豐沛地區，再進口價格較低的綠氫。
看準非洲前殖民地納米比亞的綠氫潛力，2021年，德國成為第一個與納國建立正式伙伴關係的國家。擁有豐沛陽光、風能與可開發的大片土地，加上人口密度較低，納米比亞預計在2025年前，就可開始出口綠氫。這類合作模式，在提升能源安全的同時，也可為開發中國家提供工作機會及經濟產值。
圖／整理：傅莞淇
氫能進入尋常百姓家？樂觀期待仍需要彈性因應
然而，在高通膨、高利率、高技術人才不足，以及供應鏈仍不穩定的環境中，要加速提升綠氫產量及基建，是一大挑戰。舒茲亦指出，氫能市場本身的不確定性，也為企業增添考驗。
在公私協作下，IEA估計，氫能若能大幅增產，可望在2050年支持全球10％能耗。但氫能是否會走入尋常家庭的日常生活，或是只在必要的工業生產環節現身，尚未有共識。
德國經濟研究所（IW）能源政策研究員庫珀（Malte Kuper）指出，目前不只是氫能市場尚未成形，也缺乏能支持綠氫產品的市場。車廠能花更高價格購買綠鋼嗎？消費者願意多付錢買綠鋼車嗎？經營能吸收綠色溢價的市場，將是不可忽略的環節。
庫珀表示，德國或歐洲都想將自己打造為領先世界的氫能核心。德國許多天然氣基礎設施可改造為氫能所用，但歐洲勢必得進口大量氫能來滿足所需，也已積極建立國際合作關係。但前進氫能社會未來，是很大挑戰。需要的不只是競爭，更是全球性的合作。
圖／德國氫能雖領跑全球，但實際仍有三大挑戰待解。張智傑攝
【本文摘自遠見雜誌2月號；更多文章請上遠見雜誌官網：https://www.gvm.com.tw/】
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走入結構整齊、頗具綠意的德國愛爾朗根（Erlangen）園區，穿過比尋常辦公建築更低調的門廊，《遠見》採訪團隊來到西門子能源（Siemens Energy）的電解槽生產廠。還未來得及坐下，新能源事業部營運長舒茲（Kai Schulz）就對著我們說：「你們知道這座工廠，就要關閉了吧？」
經營氫能業務超過30年後，西門子能源砸下3000億歐元，在柏林打造全新超級工廠，預計2023年秋天開幕。據舒茲描述，那將是德國工業4.0實力的實現。生產線上的機器人，將從一台提升到四台，工時也從一班增至三班，以高度自動化流程，24小時不停工。
相對於愛爾朗根廠區每年約可生產400個氫能電解槽的電解池組（stacks），柏林新廠第一年便可生產1000個。2025年後，年產量預計超過3000個。
移址是為了大幅提升產量，舒茲解釋，「絕不是為了更靠近需求所在地。因為，需求遍布全球。」
自從2011年推出首項氫能產品「Silyzer 100」電解槽，11年來，電解效能大幅提升，成本也縮減到起初的1／10以下。「我們的產品已具有市場競爭力，準備好增產，」舒茲說綜觀全球，他相信氫能業務即將蓬勃發展。
能源危機成加速器，全球啟動2000個氫能發展計畫
氫能即將起飛，這句話已耳熟能詳。電解製氫技術存在已久，早在19世紀就有氫燃料電池。除了支援太空任務，1960年代以來，汽車業不乏引入氫能的嘗試，只是氫能汽車如終未能掀起風潮。即便氫能被視為最有機會取代化石燃料的潔淨能源之一，但礙於價格缺乏市場競爭力，「未來燃料」仍屬未來。
但此次，氛圍略有不同。從西門子能源，到德國鋼鐵巨擘蒂森克虜伯（ThyssenKrupp）等公司的加碼投資；德國氫能顧問希利格（Thomas Hilig）觀察，企業的加入，是這波氫能熱潮不同於以往的關鍵面向。
氫能承載各界期望，各國媒體採訪邀請已多到讓西門子能源應接不暇，舒茲表示，能源危機確實加速了許多既有的氫能計畫，也增生了新計畫。
據國際能源署（IEA）統計，至2022年10月，全球已有近2000個氫能發展計畫。歐洲仍居領先地位，但砸下大筆預算補貼綠氫的美國，正準備彎道超車。
政府的積極支持與企業跟進，綠氫預計可在2030年跌破每公斤2美元。在再生能源豐沛的地區，甚至可能降至每公斤1美元。
烏克蘭戰爭引發的能源危機，瞬間縮短、甚至弭平了灰氫與綠氫之間存在已久的價差。
戰前，灰氫的成本約落於每公斤1～2美元。隨著碳價疊加，綠氫贏得價格競爭力，似乎只是早晚的事。
但綠氫目前產量仍小，這波能源危機，亦耗損許多企業進行中長期投資的財務能力，有些企業可能來不及看見，「但我希望大家都存活下來，一起打造一個可靠的氫能市場。」舒茲說，「市場足夠容納我們全部。」
以氫發電，固然有利加速淨零碳排，但氫能最能發光發熱的舞台，會在重工業與交通運輸領域。
傳統排碳量大的能源密集產業，如化工業，已使用不少灰氫，理論上，可以直接替換綠氫。鋼鐵業則需要改造製程或轉換設備，但也已有成功案例。至於卡車、貨櫃船等電氣化門檻較高的運輸機具，使用以氫為基礎的合成燃料（e-fuels），就是一條出路。
2022年12月，西門子能源投入兩年打造的南智利「Haru Oni」廠區剪綵開幕，此處生產的綠氫燃料，首批試用者，將是保時捷的傳統燃油引擎。
「除了風和水以外，那裡什麼也沒有。」提起Haru Oni廠，舒茲說，「這正是我們需要的。」其電解槽由來自風機的綠電驅動，產生的氫再與空氣中捕捉的二氧化碳結合，加工為合成燃料。這些燃料不僅可用於既有基礎建設，也可為現存的燃油車，降低碳排。
人才、技術、時間，三大跨欄仍待跨越
德國的氫能之夢，其實已醞釀數十年。早在1999年，德國便設立歐洲首座商用氫氣卡車及汽車加氫站。截至2021年底，歐洲的228個加氫站中，就有101個位於德國。
這些加氫站，目前可能還有些乏人問津，人潮遠比不上一旁的傳統加油站。但在政府金援下，至少數千輛氫能貨車即將陸續上路。即便如此，要迎來氫能時代，德國還有許多跨欄得跨越。
德國聯邦外貿與投資署（GTAI）負責氫能業務的資深投資顧問斯托比茲（Heiko Staubitz）表示，目前德國的氫能發展，還處於擴大產量與運輸量能的階段；例如，建造電解槽、氫能運輸管線都需要時間。綠氫要在能源系統中發揮重要作用，至少仍需幾年的時間。
政府估計，到了2030年，德國將需要90～110TWh（900～1100億度）的氫能，遠非本國產能可滿足。也因此，在90億歐元規模的國家氫能戰略中，德國撥出20億歐元進行國際合作。基本策略是，出口氫能技術到再生能源豐沛地區，再進口價格較低的綠氫。
看準非洲前殖民地納米比亞的綠氫潛力，2021年，德國成為第一個與納國建立正式伙伴關係的國家。擁有豐沛陽光、風能與可開發的大片土地，加上人口密度較低，納米比亞預計在2025年前，就可開始出口綠氫。這類合作模式，在提升能源安全的同時，也可為開發中國家提供工作機會及經濟產值。
氫能進入尋常百姓家？樂觀期待仍需要彈性因應
然而，在高通膨、高利率、高技術人才不足，以及供應鏈仍不穩定的環境中，要加速提升綠氫產量及基建，是一大挑戰。舒茲亦指出，氫能市場本身的不確定性，也為企業增添考驗。
在公私協作下，IEA估計，氫能若能大幅增產，可望在2050年支持全球10％能耗。但氫能是否會走入尋常家庭的日常生活，或是只在必要的工業生產環節現身，尚未有共識。
德國經濟研究所（IW）能源政策研究員庫珀（Malte Kuper）指出，目前不只是氫能市場尚未成形，也缺乏能支持綠氫產品的市場。車廠能花更高價格購買綠鋼嗎？消費者願意多付錢買綠鋼車嗎？經營能吸收綠色溢價的市場，將是不可忽略的環節。
庫珀表示，德國或歐洲都想將自己打造為領先世界的氫能核心。德國許多天然氣基礎設施可改造為氫能所用，但歐洲勢必得進口大量氫能來滿足所需，也已積極建立國際合作關係。但前進氫能社會未來，是很大挑戰。需要的不只是競爭，更是全球性的合作。
【本文摘自遠見雜誌2月號；更多文章請上遠見雜誌官網：https://www.gvm.com.tw/】
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