主要發現
全球潔淨氫產能多處概念或示範階段
- 潔淨氫（clean hydrogen）包括再生氫與低碳氫：
- 再生氫（亦稱綠氫），是以再生能源發電，電解水為氧氣與氫氣，歐洲在此領域為主導地位，全球超過半數的再生氫專案位於歐洲。
- 低碳氫（亦稱藍氫），主要以天然氣產製氫氣，搭配碳捕捉與封存（CCS）減少碳排放，2023年北美宣布案量超車歐洲，為全球最多。
- 歐盟為達成在2030年前減碳55%之目標，預計在2030前使用2千萬噸潔淨氫；美國為達成2050減碳10%之目標，已計畫以潔淨氫取代化石燃料。
- 即使政策目標在前，但潔淨氫市場仍處非常早期階段，全球已宣布的產能雖然達840 GW（百萬瓩），但進入最終投資決定（FID）或建置階段的產能只有15 GW，是前述1.8%。
潔淨氫專案計畫量 歐洲最多 非洲次之
- 2020至2023年，全球宣布超過1,500件低碳或再生氫的新建專案。雖然低碳氫宣布案量遠低於再生氫，但其較便宜且較能穩定供電，因此在現階段市場具有重要角色。
- 截至2023年已宣布的再生氫產能，歐洲達205 GW為全球最多，次為非洲169 GW、大洋洲130 GW，不過已宣布的產能並不意指建置完成。
- 歐盟打算在2030年實現以再生能源產氫1千萬噸的目標，需要約120 GW電解槽產能。若歐盟宣布再生氫產能全數建置完成，預計2030年可達560 TWh（百萬兆瓦時），相當於17 Mt（百萬公噸）再生氫。但直至2023年底僅3 GW進入FID或建置階段。
- 相較之下，中國、日本、韓國的再生氫產能，2023年底約有7 GW進入FID或建置階段。
- 若要實現巴黎協定氣候目標，2030年全球需要1億噸潔淨氫，2050年需要5億噸。然而目前全球只有14 GW電解槽可運作，可生產100萬噸再生氫，且前提要有足夠的再生能源。換句話說，為達巴黎協定目標，到2030年產能需成長100倍，到2050需成長500倍。
潔淨氫產能五大挑戰
從全球來看，潔淨氫產能建置面臨五項挑戰：
價格高昂
- 潔淨氫價格遠高於化石燃料（再生氫200-250歐元/MWh，低碳氫100-150歐元/MWh vs. 天然氣30-50歐元/MWh，其中包括排碳放交易系統ETS的15至20歐元碳價），有意願且有能力支付的承購方相當少，使得生產商難以簽訂具有約束力的承購合約，自然無法獲得進入FID或建置階段所需的融資。
- 潔淨氫與化石燃料的差價，只能政策補貼、差價合約（CfD）彌補，或待消費者接受較高價格的低碳產品。當未來碳成本持續增加，有碳排配額的產業對潔淨氫負擔意願也會提高。
成本高昂
- 由於缺乏規模化，初期投資成本極高，近年高利率與通貨膨脹更拉高成本，原本有利可圖的專案變成無利可圖。
法規嚴格，鼓勵政策力道不足
- 歐盟對再生能源與製氫訂有高規格要求，成為增加產量的阻礙。
- 補助初始資本支出是個必要卻不太有效率的做法，政府和監管機關需要耐心，如同早期發展風力、太陽能發電一般，需要十至二十年的時間讓市場成長。
缺乏再生能源來源
- 充足的再生能源供應，是生產再生氫的先決條件。生產1千萬噸再生氫，需要500 TWh電力，1台風力發電機一年可生產20 GWh，因此需要25,000台風力發電機，相當於2022年德國淨用電量。
缺乏儲存和運輸的基礎設施
- 潔淨氫大量運輸需要管線、船舶與碼頭，交貨予指定期程的客戶也需要相應儲存設施。
- 建立生產、儲存、分配網絡需要大量投資與利害關係人協調，建置運輸廊道甚至需要跨國協調。
各方共同合作克服潔淨氫市場挑戰
政府與主管機關
- 建立鼓勵發展的政策框架，設定明確目標與標準，但規定不宜過細，以免阻礙發展。
- 促進氫技術標準的國際合作與認證流程，可促進跨國貿易與投資。
- 差價合約將是發展氫市場主要鼓勵機制。例如德國2023年宣布將提供價差碳合約予採用潔淨氫等低碳技術的重工業企業。
生產業者
- 在有明確政策方向與獎勵誘因前提下，提高成本競爭力是未來氫氣生產業者的主要任務。與承購方建立合作關係，有助於確保足夠的買方，並分散風險。
- 生產業者還需設法建立具有彈性的供應鏈，包括再生能源來源的可靠性與多樣化、儲存設施，確保生產不中斷。
承購方
- 高碳排產業的承購方需承諾將氫氣納入能源結構，設定明確時程表。透過承購方創造穩定的氫氣需求，生產業者可投資於生產設備，增加氫氣生產達到規模化，進而降低承購方的成本。
- 承購方可基於長期供應合約、聯合開發基礎設施等面向，與生產業者、輸配業者展開合作。
輸配業者
- 氫市場成功運作需仰賴輸配業者投資建設基礎設施，包括管線、儲存設施、加氫站。
- 輸配業者與生產業者亦需建立安全、可靠的供應鏈，制定燃料處理、儲存、輸送的標準化程序與安全指南。
整合者
- 可彙整需求使大型專案展開建設，將生產商所需的長期合約轉為承購方所需的短期合約，在政府與私人資金的支持下，彌合買賣雙方的價格差距，增加市場效率。例如德國經濟部於2021年成立H2 Global基金會，促進綠氫與其他中性能源的生產與使用。
相關連結
- Report > Navigating the global hydrogen ecosystem
- Further reading > Sustainable aviation fuel study 2023
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