260630-氫能在台灣：機會、限制與角色定位

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1. 氫能不是萬靈丹，而是能源轉型的 「重要補位者」 氫能在台灣： 機會、限制與角色定位 1
2. 歷屆關鍵聯合國氣候變遷大會 (COP) 整理 1995 年：COP 1 德國柏林 柏林授權： 啟動全球減量談判 1997 年：COP 3 日本京都 京都議定書： 首份法律約束條約 2015 年：COP 21 法國巴黎 巴黎協定： 確立 1.5°C 升溫目標 2021 年：COP 26 英國格拉斯哥 格拉斯哥公約： 首度點名煤炭 2023 年：COP 28 阿聯杜拜 杜拜共識： 擺脫化石燃料 確立談判進程，確認 已開發國家對減排的 責任。 規定已開發國家須於 2008~2012 年 間 達 成具法律效力的減排 目標。 建立各國「國家自主 貢獻」 機制，將全球 升 溫 限 制 在 遠 低 於 2°C。 首度提及減少煤炭使 用與化石燃料補貼， 要求各國加速 2030 年 減碳目標，並承諾增 加氣候資金幫助開發 中國家 轉型脫離化石燃料， 並承諾2030年前將全 球再生能源產能提升 至3倍、能效提升幅度 倍增 煤 2
3. 註：資料依不同機構統計略有差異 全球淨零承諾正逐步由 政治倡議走向法制化與市場機制化 已立法化 (In Law)  歐盟  英國  法國  瑞典  台灣 政策文件 (Policy-based Target)  美國（州政府與 IRA 政策）  中國  日本  印尼 政治承諾 (Political Pledge)  印度  沙烏地阿拉伯  巴西 約 145 個 全球已宣示國家／地區 76%～80% 覆蓋全球溫室氣體排放量 約 80% 覆蓋全球人口 74%～77% 覆蓋全球 GDP 3
5. 5 全 球 能 源 消 耗 趨 勢 https://ourworldindata.org/grapher/energy-consumption-by-source-and-country?stackMode=absolute&time=earliest..2024 化石燃料 ＞80% Energy consumption by source, World
6. 資料來源：Net Zero by 2050 : A Roadmap for the Global Energy Sector”, IEA (2021.5) 運輸 工業 電力 其他 建築 40 35 30 25 20 15 10 5 0 -5 Gt CO2 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 重工業低排放技術 可大規模示範 60%新售車輛為電 動車 所有新建築為 零碳建築 能源獲取普及化 年增1,020GW太 陽能與風力 先進經濟體廢止未 減排燃煤電廠 多數家電與冷卻系 統為最佳效能 停止新售內燃機引 擎車輛 50%新售重型卡車 為電動車 所有工業電動馬達 為最佳效能 所有先進經濟體 電力淨零排放 停止新售化石 燃料鍋爐 停止新設石油與 油氣場域開發許 可，停止新煤礦 場開採或擴建 停止新設未減排 之燃煤電廠許可 2021 150 Mt 低碳氫能 850 GW 電解氫能 4 Gt CO 2 捕捉 7.6 Gt CO 2 捕捉 435 Mt 低碳氫能 3,000 GW 電解氫能 50%既有建築 轉型為零碳建築 50%航空燃油為永 續性燃料 90%重工業現有產 能達到投資週期的 最終點 全球電力部門 淨零排放 廢止所有未減排燃 煤與燃油電廠 50%的熱能 採用熱泵 85%↑建築為 零碳建築 90%↑重工業 達低排放 70%全球電力來 自太陽能與風力 （ 十 億 噸 ／ 二 氧 化 碳 ） 2 0 4 0 年 電 力 部 門 淨 零 排 放 ； 2 0 5 0 年 達 成 全 面 淨 零 國際能源總署IEA 2050全球淨零路徑 6 2021年資料，環境已有所改變 6
7. 2023 年淨零路徑的關鍵調整與策略轉向 因應全球電動車成長超乎預期及供應鏈受阻，路徑上電動車普及目標，並降低了氫能、風電與碳捕捉的短期與其， 同時將策略重新轉向已成熟的現有技術。 調整部分進程（調高電動車、調降氫能與風力） 減排技術更依賴「現有成熟技術」 電動車 2030 銷量 占比上修至 65% 較舊版預估的 60% 更具野心， 反映全球電動車市佔快速增長。 2021 年預估：60% 2023年調整：65% 風能、氫能與 碳捕捉預期下修 受供應鏈受阻及技 術落地變數增加影 響，短期貢獻度預 估降低。 目標下調 風能與氫能： 較高預期 碳捕捉（CCUS）： 早期發揮貢獻 大幅貢獻延後至 2030 後 降低對開發中 技術的依賴 依賴未商業化技術的 減排比例，從 50% 降至 35%。 未商業化 技術依賴 鎖定「現有成熟 技術」為關鍵 優先規模化應用太陽能、 熱泵與提升能源效率 把握 2030 年前的減排黃金期 利用現有可規模化技術，撐過關鍵減 排階段。 7 資料來源：IEA
8. 8 台 灣 能 源 消 耗 趨 勢 https://ourworldindata.org/grapher/energy-consumption-by-source-and-country?stackMode=absolute&time=earliest..2024 化石燃料 ＞90% Energy consumption by source, Taiwan
9.  用電成長率年均成長2%±0.5%(用電量增幅50%以上)  電力部門以去碳電力+因應電氣化為未來重點 淨零排放規劃下，電量成長與因應 資料來源： 2022.12.28國發會《淨零轉型之階段目標及行動》 2022年底資料，環境已有所改變 9
10. 10 淨零轉型帶動電氣化趨勢 透過日常生活、交通及工業生產電氣化，大幅降低碳排並提升能源效率，人類社會逐步從「化石燃料時代」過渡到「電氣化時代」 日常生活電氣化 將居家環境中的燃氣設備 （如瓦斯爐、熱水器）替換 為高效率的電力系統，減少 家庭端的直接排碳。 交通運輸電氣化 從傳統燃油車轉向電動交通 工具，並整合公共運輸系統 電氣化，徹底消除移動污染 源。 工業生產 能源翻轉 在製造與生產流程中，以電 力加熱技術或電氣化設備取 代傳統化石燃料鍋爐，推動 重工業去碳化。
11. 11 資料取自IEA Global Energy Review 2026，https://www.iea.org/reports/global-energy-review-2026 2026 全球能源回顧：電力時代的全面降臨  國際能源總署(IEA)指出，2025 年全球電力需求成長率是總能源需求的兩倍以上， 象徵「電力時代」的到來。 2025能源需求趨勢：電力引領成長 再生能源發展 800 GW 新增容量創歷史新高 其中太陽能佔新增容量的 75%。 電池儲能技術爆發式成長 108 GW 2025 年新增部署，年增率達 40%， 為增速最快的電力技術 受經濟結構轉向與能效提升影響， 成長率低於過去十年的平均水準。 全球能源需求成長放緩 電力需求成長率，增速是 總能源需求的兩倍以上。 太陽能單獨滿足 了 2025 年全球 25% 的新增能源 需求。 資料來源：IEA
12. 2025 電力需求的雙引擎：資料中心與電動車 全球用電量強勁增長 17% 2025年全球資料中心 用電增量約達 70 TWh 主導美國電力增長 資料中心單獨貢獻了 2025 年美國全國總 電力用量增幅的一半 備用電源容量攀升 資料中心需求帶動 電池式 UPS 新增容 量達到 45 GW 全球電力需求飆升 38% 受惠於全球銷量突破 2,000 萬輛，電動車 用電需求大幅成長。 交通部門電力貢獻翻倍 對全球電力增長貢獻 佔比從過去10年平均 4% 躍升至 10% 以上 取代石油需求但挑戰減碳 雖抑制了公路運輸石油用量，但新增 電力需求可能增加燃煤與氣電負擔。 資料中心： 數位時代的電力黑洞 電動車： 翻轉交通能源結構 12 資料來源：IEA
13. 生命週期不同能源的「碳排放強度 (Carbon Emission Intensity) 」 13 820.0 490.0 230.0 48.0 38.0 24.0 12.0 11.5 0 200 400 600 800 1,000 煤炭 天然氣 生質能 太陽能 地熱能 水力 核能 風力 平均值 gCO2eq/kWh 基礎設施製造 能源發電轉換 運輸與處置 生命週期 評估 不只計算發電 當下的排放 燃料開採提煉  燃料開採與提煉：例如，開採煤炭、鑽探石油或天然氣。  能源發電與轉換：例如，燃燒化石燃料發電，或風力、太陽能發電。  基礎設施與設備製造：例如，建造太陽能板、風力發電機、核電廠或 發電廠的材料與製造過程。  運輸與處置：例如，運輸燃料、運送廢料或處置退役的設備。
14. 14 台灣2024年發電概況 燃煤 (Coal) 45.9% 燃氣 (LNG) 31.5% 再生能源 (Renewable) 4.8% 核能 (Nuclear) 12.0% 燃煤 (Coal) 39.2% 燃氣 (LNG) 42.4% 燃氣取代燃煤 成為首要來源 再生能源 (Renewable) 11.7% 核能 (Nuclear) 4.2% 核能大幅縮減 2016年 2,641億度 2024年 2,892億度 台電機組發電量查詢：https://www.taipower.com.tw/2289/2363/2367/2368/10266/normalPost 化石燃料仍是 台灣電力最主要的來源 ④ ③ ② ① ④ ③ ② ① 資料來源：能源署
15. 電力排碳係數=(發電業及自用發電設備設置者躉售公用售電業電量之 電力排碳量 – 線損承擔之電力排碳量)/公用售電業總銷售電量 台灣2025年目標：0.424，全球2025年平均：0.435 每度電產生的碳排放量， 是衡量能源轉型的核心指標 電氣化轉型 極端氣候帶來的 用電負荷 產業經濟持續成長 用電需求趨勢 相較於2024年的2,892億度， 需求大幅增加 電力的排碳量是2050淨零的重中之重 15 資料來源：能源署與國發會
16. 16 29g CO 2 e 高鐵，114年 75gCO 2 e 北捷，113年 36g CO 2 e 自強號，113年 電力排碳係數已進入日常生活中 台灣大眾運輸碳足跡 單位：每人•每公里 資料來源：高鐵、北捷、台鐵官網
17. 台灣重型卡車與大客車如果全面電氣化，會如何？ 17 瞬間尖峰的衝擊 充電時間若集中某些時段， 例如下班時間，將影響既有 的電網尖峰時段 充電站等同於中型工廠 一個擁有 20 個車位的卡車充 電站，電量可能超過5 MW。 這等於是一座中型工廠用電 量。 電網挑戰 能源需求 註：依車輛使用情境、數量、平均年行駛里程 及平均電耗等假設條件推算。 每年用電量 每年用電量
18. 18  早期高度仰賴慣常水力 378億1千萬度 轉折期  太陽光電大量併 網，離岸風電進 入高度成長  離岸風電大量併網 83億2千萬度  光電發展趨緩 台灣再生能源發展趨勢（民國96年~114年） ③ ② ① 再生能源發電量： 300億度 全國用電量： 493億度 資料來源：能源署統計資料
19. 19 台 灣 能 源 消 耗 趨 勢 https://ourworldindata.org/grapher/energy-consumption-by-source-and-country?stackMode=absolute&time=earliest..2024 化石燃料 ＞90% Energy consumption by source, Taiwan
20. 降低電力的排碳量，不能僅依賴再生能源 用電量 部分能源氫能化， 降低電氣化的負擔 電力排碳係數 部分發電氫能化， 降低電力排碳係數 長途重型運輸領域 重工業脫碳 氫氣混燒降碳排 充當季節性儲能 H 2 can help！ 20
21. 甚麼是氫能？ 21
22. 22 什麼是氫能 氫（Hydrogen），原子序數為 1，在元素週期表中位於第一位。它是宇宙中含量最高的元素， 也是最輕、最簡單的元素。 已知最輕的氣體 0.0899 公克/每公升 約為同體積空氣重量的 1/14。 註：在標準狀況（0°C、1大氣壓）下 極低的液化溫度 −253°C  LNG（液化天然氣）：約 −162°C  氨：約 −33°C 氫能  利用氫氣（H₂）作為能源的形 式，其燃燒產生的副產物是水 蒸氣，不會產生二氧化碳等溫 室氣體  氫氣是清潔、高效的能源媒介。
23. 氫能源主要的生產方式 • 綠氫 • 藍氫 • 灰氫 利用太陽能、風能等再生能 源電力，透過電解水方式， 產生之氫氣 以天然氣（甲烷）進行蒸汽 重組，並搭配碳捕捉所產之 氫氣 以天然氣（甲烷）進行蒸汽 重組反應所產之氫氣 23
24. 24 製造1Kg氫氣 電解水 甲烷蒸汽重組(SMR) 甲烷熱催化裂解 52度電 1度電+3.2公斤CH 4 6~10度電+4公斤CH 4 副產品：8公斤O 2 副產品：9公斤CO 2 (需另外計算碳捕捉的電力) 副產品：3公斤固態碳 燃料電池效率按照50%計算， 1公斤氫氣可發電量約16度
25. 氫及其衍生物在碳中和能源系統中的主要最終用途 資料來源：Deloitte analysis based International Energy Agency (IEA)16, International Renewable Energy Agency (IRENA)17 and Hydrogen4EU.  以目前發展趨勢來看，氫 還是昂貴的，初期的應用 以具經濟價值或難以電氣 化的產業為主。  交通運輸  工業  電力  建築 氫能主要用途 25
26. 26 氫在工業的用途_以中鋼為例 「高爐噴氫取代煤」 在維持現有高爐運作下，以氫氣取代部分噴 煤作為還原劑，燃燒後產物為水，藉此減少 傳統高爐焦炭的使用。 「全氫能冶煉製程」 完全揚棄高爐。直接利用純綠 氫將鐵礦石還原為熱壓鐵塊 （HBI）或還原鐵（DRI）， 再送入新建的低碳電弧爐 （EAF）中煉製成鋼。 資料來源：https://www.csc.com.tw/csc/esg/env/env1.html#env2(中鋼官網)
27. 未來氫能市場看好 2030 年至2050 年按行業劃分的潔淨氫能需求 (MtH2eq ) 資料來源：Deloitte analysis 國際能源署（IEA）：  若2050年達成淨零排放目標，氫能至少占整體能源 13%，  至2021年，氫能僅占全球能源使用2.5%，氫能發展刻不容緩，潔淨氫更是促成去碳化的關鍵。 勤業眾信（Deloitte）：  要達2050 年淨零，潔淨氫能產能至2030 年需達1.7億噸氫氣當量，2050 年達6 億噸氫氣當量。 27 註：數值每年檢討，短期會變，長期趨勢不變
28. 28 太陽能製氫 https://www.iberdrola.com/about-us/what-we-do/green- hydrogen 圖片來自： https://www.japantimes.co.jp/news/2023/07/06/world/ spain-green-energy-hub-too-fast/ 以西班牙Iberdrola電力公司為例 100 MW 太陽能發電廠、5MW/20 MWh電池儲能； 電解制氫系統，全部由100% 再生能源提供動力。
29. 29 資料來源：GWEC | GLOBAL WIND REPORT 2019 離岸風電製氫 將離岸風電透過高壓海纜傳輸， 在陸上製氫，壓縮並儲存在儲 罐系統中，透過陸運輸送氫氣。 利用離岸風電，在海上製氫， 壓縮並儲存在儲罐系統中， 透過船運輸送氫氣。
30. 30 氫氣儲存與輸送 氫氣的體積密度太低(0.09 kg/m3)，氫氣運輸或是儲存往往須進行壓縮或液化。 但要實現這一目標，尚存在技術挑戰和困難，成為氫能目前急需解決的重大議題。 圖片取自：https://www.linde-lienhwa.com/tw/application/detail/%E6%B0%AB%E8%83%BD%E7%A7%BB%E5%8B%95 氫能產業鏈涵蓋「製、儲、運、用」四大核心環節。 各環節的能源轉換效率與產業鏈協同效應，是決定氫能經濟可行性與整體效能的關鍵要素。 高成本及基礎建設成綠氫發展重大挑戰
31. 31 氫氣儲存與輸送_槽車送氫 壓縮氫氣長管拖車（gaseous tube trailer） 圖片取自：https://www.bnext.com.tw/article/77033/linde-lienhwa-hydrogen-refueling- 圖片取自：https://www.linde-lienhwa.com/tw/application/detail/%E6%B0%AB%E8%83%BD%E7%A7%BB%E5%8B%95
32. 氫氣儲存與輸送 液態氫（Liquefied hydrogen） 氫氣冷卻至 -253°C 時由氣態變為液態，體積 收縮至原本的 1/800（密度 70.8 kg/m³），儲 存和運輸效率隨著體積縮小而提高。 註：液化天然氣輸送則只需要零下 176°C 液態氨（Ammonia） 氨氣（NH₃）可由氫氣與氮氣在高溫高壓下合成而得，液態氨除了可轉化回 氫氣外，可以燃燒使用且過程中不會產生 CO₂，氨亦可直接作為化工原料， 節省轉化氫氣所需資源。 目前以液氨作載體方式較被產業界所認可。 氨的液化溫度 -33°C 與氫的液化溫度 -253°C 差距 頗大，在儲存處理及海陸運輸上，技術與成本差異極大。 32
33. 33 資料取自：https://www.hydrogenenergysupplychain.com/about-the- pilot/supply-chain/the-suiso-frontier/  2022年1月，氫能供應鏈（HESC）計畫。  Suiso Frontier 是世界上第一艘液氫運輸船，由川崎重工 （KHI） 建造，總噸位8,000噸。  於澳洲維多利亞州拉特羅布山谷製氫，氫氣於黑斯廷斯港液化，液化氫運輸到日本神戶。 氫氣儲存與輸送_船運送氫 日本神戶港 Suiso Frontier 世界上第一艘液氫運輸船， 總噸位8,000噸 照片取自https://www.abc.net.au/news/2022-01-21/world-first-hydrogen-tanker-docks-at-port-of- hastings/100769138 搭載 1,250 m3 超低溫真空絕熱儲氫罐 （折合液氫約 88 噸，-253℃）
34. 氫，如何協助電力減碳？ 34
35. 電力系統就像一個天秤，發電量（供給）與用電量（需求）必須每分每秒都維持絕對的平衡。 一旦天秤嚴重傾斜，電網頻率就會崩潰，進而釀成大停電。 電力系統的絕對準則：供需平衡 燃煤、燃氣、 水力、核能、 再生能源 工業、商業、 住宅、其他 頻率（Hz） 60 61 59 35
36. 36 再生能源的不穩定會影響電網 看天吃飯的「間歇性」 雲層遮蔽，太陽能發電瞬間驟 降；風突然停了，風力發電立 刻歸零。這種「說變就變」的 特性，會讓電力系統的供給端 出現巨大的隨機缺口。 缺乏「系統慣量」 不同於傳統電廠發電機旋轉時， 帶有轉動慣性，抗電網衝擊能 力佳；透過逆變器併網的再生 能源，抵抗電網衝擊的能力就 很弱。 傳統電廠 旋轉慣量 再生能源 逆變器 嚴峻的「鴨子曲線」 白天太陽能大發，傳統機組降 載；傍晚太陽下山，正好迎來 下班的用電高峰（夜尖峰）。 電力公司須在短短 2-3 小時內， 急速拉高其他電廠的發電量。 傍晚需求激增 白天傳統機組發電減少
37. 37 再生能源的不穩定的秒級解方－電池儲能 儲能系統：電網的行動電源 瞬間救援（調頻）：當再生能源突然消 失、電網頻率下跌，儲能可以在幾毫秒內 向電網注入電力，代替傳統電廠的「慣 性」，穩住系統不崩潰。 削峰填谷：電力移轉 削峰填谷： 中午太陽能便宜且過剩時， 把電存起來；晚上夜尖峰沒太陽、電價貴 時，再把電放出來。 中午電力過剩，充電 傍晚沒太陽，放電 缺點： 適合「短時間」(數小時內)的電力調度， 若要應付連續幾天沒風、沒太陽的狀況，成本太高。
38. 38 氫能機會－長時間/跨季節的「後能能源糧倉」 綠電轉氫（Power-to-Gass） 零碳電力循環 用電尖峰 / 連續陰雨天 儲存的氫氣可在用電尖峰或連續陰雨天， 透過燃料電池或混氫發電機發電。 零碳電力循環 綠電轉氫（Power-to-Gass） 將過剩的綠電，或離峰電力用來電解水產生氫 氣，實現大規模、長週期的能量轉移。 綠電轉氫 （Power-to-Gass） 用電尖峰/連續陰雨天
39. 氫能機會－靈活發電，雙管齊下 核心能源 以氫氣作為乾淨的能源輸入源， 開啟零碳發電的第一步。 (目前氫氣常來自於天然氣) 路徑一：燃料電池高效發電 利用 SOFC（固態氧化物燃料電池） 技術，將化學能直接轉換為電能。 路徑二：燃氣輪機混氫發電 改裝現有燃氣機組進行混氫燃燒，如 台電興達電廠的混氫發電(目前5%)。 最終目標：靈活供電 透過雙軌並行的技術，確保電 力供應的穩定性與減碳效益。 39
40. 氫能運具：電網壓力的關鍵救援（以重型卡車為例） 以「管線與化學」 代替「電線」傳輸 透過槽車或地底管線運 送氫能，使能源輸送脫 離電網，避免特定節點 電力過載。 綠電「削峰填谷」 的儲能機制 利用離峰時段過剩的再生 能源製氫儲存，將電網負 荷轉化為化學能。 10 分鐘加滿，無MW級電網衝擊 快速加氫無需像純電重卡索求驚人的瞬時大 電流，電力需求更平穩。 過剩的再 生能源製 氫儲存 氫能重卡 純電重卡 40
41. 現實考量與發展瓶頸 高昂的基礎設施成本  氫氣的儲存與輸送需要極低溫或高壓設 備，建置專屬管線與加氫站的初期資本 支出龐大。 能量轉換的雙重耗損  從「電解產氫」到「燃燒或燃料電池發 電」，來回轉換過程的能源效率低於直 接使用綠電。 技術成熟度與規模化挑戰  綠氫（Green Hydrogen）的生產成本 目前仍遠高於傳統化石燃料製氫，需等 待規模經濟發酵。 應用領域 機會優勢 限制挑戰 綜合 可行性 重工業脫碳 高（不可替 代性強） 需更新廠房設 備 高 乘用車/ 小客車 充氣快速 基礎設施極度 缺乏且效率輸 純電 低 重型商用車 載重與續航 佳 加氫站建置成 本極高 中高 電網 長效儲能 跨季儲能潛 力大 轉換效率低 （約30-40%） 中 41
42. 基礎動力：擴大再生能源建置 作為產出未來「綠氫」的核心動能，穩固主力基載。 日常調度：電池儲能與抽蓄水力 專門處理每日電網波動與削峰填谷，維持電力穩定。 氫能定位：鎖定高價值特定應用 專注於重工業脫碳、長效跨季儲能與重型、長途運輸。 戰略核心：不盲目追求全面普及 應優先在特定領域發揮其不可替代的脫碳價值。 42 台灣氫能戰略：從「精確補位」到「規模擴張」
43. 感 謝 聆 聽 43 氫能不是萬靈丹，而是能源轉型的 「重要補位者」