【雙十一】綠色氫:零碳天空的關鍵?

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德國研發的氫動力汽車。 圖片來源:Hendrik Schmidt/picture alliance via Getty Images

近期,日本、韓國、中國等國家均就實現碳中和訂下長期目標。要減少碳排放,其中重要一環是擺脫對化石燃料的依賴。氫氣是宇宙中最常見的化學物質,更為太陽等星體提供能量。以水為原料,用可再生能源發電,將氫原子從中電解分離出來的「綠色氫」,會否成為新一代綠色能源?

產油大國沙特阿拉伯,過去四年正建立一座名為 Neom 的未來城市,希望將來能全憑無碳燃料「綠色氫」(green hydrogen),滿足 100 萬 Neom 市民的能源需求。參與計劃的美國化學工業公司 Air Products & Chemicals,正為沙特建造一座綠色氫氣廠,並聲稱此為全球最大型的綠色氫計劃;目前尚有更多綠色氫氣廠在沙特籌備建立。據報該廠的運作,正是由遍佈漠的風力及太陽能發電項目,提供高達 4 吉瓦(gigawatts)電力驅動。

除了沙特,歐盟國家亦有探索使用綠色氫的舉措。耶魯大學網上環境雜誌 Yale Environment 360 報道,歐盟正為建設電解廠及其他氫能相關基礎設施提供資金。今年,德國已將最大比例的促進清潔能源資金,分配予綠色氫項目。歐盟委員會在 7 月的戰略文件亦列明,綠色氫「是經濟完全脫碳中缺失的一環」。歐盟在其總值 5,500 億美元的清潔能源計劃裡,批出資金用於製造電解裝置,以及發展運輸及儲存該燃料的技術。

儘管提出質疑,歐洲空中巴士公司(Airbus)仍支持日後應用氫能於航運;圖為空中巴士公司釋出的氫動力飛機概念圖。 圖片來源:路透社

過去,人們亦曾對各種綠色能源取代化石燃料寄予厚望。彭博新能源財經(Bloomberg New Energy Finance)分析師 Michael Liebreich 便提出綠色氫的問題,他:「儲存氫需將之壓縮至大氣壓力的 700 倍,冷卻至攝氏 253 度。比起同樣體積單位的天然氣,氫只有 4 分之 1 的能量。具爆炸性的氫又會使金屬脆化,從最小的裂縫中洩漏。」

彭博新能源財經還估計,若要生產滿足全球 4 分 1 能源需求的綠色氫,所需電力已超過目前的電力消耗本身,生產及儲存的投資則高達 11 萬億美元。英國能源諮詢集團 Wood McKenzie 的分析師 Ben Gallagher 承認,探究以綠色氫作燃料仍只是開始,未來發展尚未清晰,當下難以將其視為新的石油替代品。但 Gallagher  同時提到,綠色氫未來有可能在整體能源組合中佔據重要部分。

Gallagher 提到的重要部分,或與雜誌所指,風能及太陽能皆難以滿足的重工業、長途貨車、貨船運輸,及飛機等燃料需求相關。其中,綠色氫的能量密度(energy density)是航空燃油(jet fuel)的三倍,使之有可能成為實現飛行零碳排放的能源技術。不過歐洲飛機製造商歐洲空中巴士公司(Airbus) ,最近發佈聲明指,即使綠色氫可為界業脫碳發揮重要作用,但其應用方面尚有重大問題需要解決;包括如何在機上安全儲存氫氣、機場本身缺乏氫氣基礎設施及建設成本等等。

美國環保組織、自然資源保護委員會(Natural Resources Defense Council,NRDC)的能源分析師 Rachel Fakhry 則認為,綠色氫大有可為。他指,風能、太陽能可為住屋及電動汽車提供電力,而綠色氫則有望為能源需求密集的行業,如混凝土、鋼鐵生產,以及部分難以電氣化(electrify)的交通運輸業,提供理想的電力來源。「整個經濟產業的最後 15% 往往難以採用潔淨能源,綠色氫就能做到。」