專題報導

    低成本又低碳產製的潔淨能源「粉紅氫」 為何有人熱愛有人嫌?

    全球掀起淨零碳排浪潮,氫能尤其受到矚目。依照產製的來源,氫能可以分成幾個「顏色」,綠氫以再生能源電解而成,早已是公認的潔淨能源,相較於充滿爭議、以核能製成的粉紅氫,因為高效率、低成本的產氫方式,獲得美加和中東的政策支持。

    氫能可以減少碳排放,取代現有的發電燃料或原料。其產製方式多元。據國立中央大學工學院能源研究中心主任曾重仁的資料,褐煤氣化產製的氫能,稱為「褐氫」;化石燃料氣體產製的氫能,稱為「灰氫」。近年各界朝著環保努力,還有先以化石燃料產氫,再用CCS技術捕捉二氧化碳的「藍氫」,以及使用再生能源(例如太陽能、風能)提供的電力,進行水電解產生的「綠氫」。

    至於備受爭論的「粉紅氫」,是使用核能提供的電力進行水電解產生。除了產氫過程毫無碳排放,核能提供的高溫熱能,也比其他製氫方法更有效率。

    「粉紅氫」以效率和成本取勝,但涉及核能備受爭議

    據《路透社》報導,加拿大陸地能源公司(Terrestrial Energy)研究發現,核反應爐供應的高溫熱能,比傳統的水電解法產氫可提高2~4成效率。顧問公司拉札德(Lazard)發表《2023年能源均衡化成本報告》(LCOE Report)評估,既有核電廠生產粉紅氫的成本,在補貼和沒補貼的情況下,分別為每公斤0.48~1.81美元以及2.75~ 4.08美元,堪稱最低廉的產氫方式之一。

    陸地能源公司正在發展IMSR的商業應用。圖片來源:擷取自Terrestrial Energy推特
    陸地能源公司正在發展IMSR的商業應用。圖片來源:擷取自Terrestrial Energy推特

    陸地能源公司甚至有信心繼續降低粉紅氫的成本。透過高溫水電解法再結合熔鹽式反應爐(IMSR),以每日產量250噸氫的核電廠來說,粉紅氫每公斤成本可降至1.7~2.2美元,而且IMSR反應爐可就近供應工業終端用戶,節省氫能儲存和運輸的成本。

    然而,粉紅氫的缺點也跟核能技術有關,不只隱含了安全風險,核電站需要嚴格控制和監管,核廢料也要審慎管理和處理,以致粉紅氫一直備受爭議。

    美、加看上粉紅氫潛力 石油大國沙烏地也關注

    據《路透社》報導,美國能源部(DOE)有一項「氫能攻關」(Hydrogen Shot)計畫,預計10年內把潔淨氫能的價格降至每公斤1美元。2022年底,美國政府宣布啟動70億美元的補助計畫,資助區域性的潔淨氫能中心(H2Hubs)。

    此外,美國《降低通膨法案》(Inflation Reduction Act)也全面補貼低碳氫能,無論是使用再生能源(綠氫)或核能(粉紅氫),每公斤皆可獲得3美元補助。美國能源部也跟核電廠合作,支持氫能示範計畫,例如與星座能源公司(Constellation Energy)的合作計畫,便在紐約九哩角核電廠(Nine Mile Point Nuclear Station)展開。

    經營全球第二大核電廠的加拿大核能公司布魯斯電力(Bruce Power),正在跟其他機構探討運用過剩電力或棄電(curtailed power)生產氫能的可能。圖片來源:擷取自Bruce Power推特
    經營全球第二大核電廠的加拿大核能公司布魯斯電力(Bruce Power),正在跟其他機構探討運用過剩電力或棄電(curtailed power)生產氫能的可能。圖片來源:擷取自Bruce Power推特

    同在北美的加拿大,也看好粉紅氫潛力。加拿大全國約15%電力來自核能發電,2023年國家預算中針對潔淨電力推出15%投資稅抵免計畫,適用於各種規模的核電,包括小型模組化反應爐、大型建設項目和新的翻修項目。

    經營全球第二大核電廠的加拿大核能公司布魯斯電力(Bruce Power),正在跟其他機構探討運用過剩電力或棄電(curtailed power)生產氫能的可能。

    除了美加,據《歐洲新聞台》(Euronews)報導,沙烏地阿拉伯計畫建造兩座大型核子反應爐,以及一座淡化海水的核子反應爐發展粉紅氫。但如果考慮當地的環境條件,生產綠氫和藍氫才是沙烏地阿拉伯的強項,因為該國具備充沛發展太陽能的條件,又是天然氣成本最低的國家,也正考慮用頁岩氣來產製氫氣。

    並非所有國家都認同粉紅氫。如法國希望將粉紅氫入歐盟《再生能源指令》而引起爭議。圖為法國卡特農核電廠。圖片來源:wikipedia(CC BY-SA 3.0)
    並非所有國家都認同粉紅氫。如法國希望將粉紅氫入歐盟《再生能源指令》而引起爭議。圖為法國卡特農核電廠。圖片來源:wikipedia(CC BY-SA 3.0)

    法國強推「粉紅氫」入法,在歐盟引發爭議

    並非所有國家都認同粉紅氫。據《環境資源中心》報導,2023年法國要求將粉紅氫納入歐盟《再生能源指令》(Renewable Energy Directive),卻因為粉紅氫是核能產製而成,已經超出再生能源的範疇,在歐盟議會引起爭議,仍待進一步的協商和表決。

    不過,包括波蘭、保加利亞和匈牙利等部分歐盟會員國支持法國,主張粉紅氫是達成再生能源目標的方法之一。

    參考資料

    ※本文轉載自低碳生活部落格〈低成本又低碳產製的潔淨能源「粉紅氫」 為何有人熱愛有人嫌?

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