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資料來源:US Department of Energy (DOE) 2018資料來源:IEA
DOE:700 bar壓縮氫存儲系統的大批量成本預測為$ 15 / kWh(自2013年以來降低
了12%)。
DOE:自2011年以來,早期研發的進步已將875 bar固定式氫氣存儲的成本通過線
繞壓力容器從$ 1,450 / kg降低到了$ 1,000 / kg,降低了30%以上。
全球氫能應用與價格
5. Dr. Wang
全球氫能供需概況
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01 全球氫氣電解槽歷年安裝量MWe 目前全球氫能一年約有7,000萬噸的需
求。
2019年全球氫能市場規模約1,174.9億美
元,2027年可成長至1,647.8億美元。
目前這些氫氣76%來自天然氣,其餘 23%
幾乎全部來自煤炭。
2017和2018兩年的電解槽投資額每年約
為2,000萬美元。
自2000年以來,共229個跟氫氣電解槽專
案絕大部份資金來自於政府單位。
目前100MW等級的電解槽仍在規劃階
段,加拿大已有20MW等級的電解槽正在
建置;2018年最大的專案已完成10MW等
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2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
該年最大專案的裝置容量 其餘專案的裝置容量和
資料來源:IEA (2019)。
6. Dr. Wang
氫燃料電池車概況
根據IEA的資料,全球燃料電池車 (Fuel Cell
Vehicles, FCVs) 在2018年年底約有12,900台的
存量。
其中有46% 在美國(加州)、23% 在日本,和約
14% 在中國。
大部分的FCVs皆為一般轎車,僅中國的部分主
要是商用車(卡車和公車)。
在燃料電池車銷售上,美國銷售數量占首位(約
占50%),其次為日本(約占25%)、歐盟(約占
11%)、韓國(約占8%)。
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美國
45%
日本
23%
中國
14%
韓國
7%
其他
5%
德國
4%
法國
2%
資料來源:IEA (2019)。
8. Dr. Wang
世界主要氫能發展戰略
日本:氫能基本戰略 (2017)、第五次能源基本計畫
(2018)、氫氣・燃料電池戰略路線圖 (2019) 。
韓國:氫能產業發展路線圖(2019)、氫能基礎架構及設立
加氫站計畫 (2019)。
美國:美國氫能經濟路線圖(2019)。
德國:氫能交通戰略(2016)、國家氫能戰略(原定2019下
半年,但尚未推出) 。
歐盟:氫能路徑圖 (2019)。
法國:氫能佈署計畫 (2018)。
澳洲:國家氫能戰略 (2019)。
中國:中國氫能源及燃料電池產業白皮書 (2019)。
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11. Dr. Wang
英國氫能政策近年發展
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英國2017年提出「潔淨增長戰略 (Clean Growth Strategy)」,三目標:降低工業溫
室氣體排放、改善建築物減少能源浪費、加快低碳車輛之應用。
水泥、陶瓷、化工、食品加工、玻璃、石油與煉油、造紙等7個最耗能的工業部門發
布聯合工業脫碳和能源效率行動計劃 (Industrial decarbonisation and energy
efficiency action plans)。
通過與英國的全球合作夥伴合作並在碳捕集利用和封存(CCUS)上投資1億英鎊以降低
成本,強化英國在 (CCUS)方面的國際領導地位。
投資約1.62億英鎊的公共資金用於能源,資源和流程效率的研究和創新,其中包括高
達2,000萬英鎊的資金,以鼓勵改用低碳燃料。
投資約8.41億英鎊的公共資金用於低碳運輸技術和燃料的創新。
英國近年加碼強化氫能發展的濫觴-2017年
12. Dr. Wang
英國氫能政策近年發展
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該報告指出英國應在三年內提出低碳熱戰略 (low carbon heat strategy) 來
處理英國家庭與工業耗費大量資源在供暖的問題。
報告指出,若2030-2050年每年投資2,800億英鎊在氫鍋爐和電熱汞上,
可以在不增加家庭和企業的負擔下提供足夠的暖氣。
氫能可做為取代傳統天然氣的主力,進而使英國在供暖上的碳排放量減
少。
傳統製氫的方式不符合低碳社會的需求,為了要產生低碳氫 (low-carbon
Hydrogen) 或綠色氫 (Green Hydrogen),CCC建議需要投資更多的資金
在CCS和再生能源的投資上。
英國氣候變遷委員會在2018年11月22日推出以氫能為低碳社會發
展主力的報告 (Hydrogen in a low-carbon economy)。
14. Dr. Wang
英國近兩年氫能補助計畫(1/2)
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低碳氫供給競賽 (Low Carbon Hydrogen Supply Competition)
共兩階段,總金額約3,300萬英鎊。
第一階段(2018.09)共12個計畫獲選,並進行第一階段的可行性評估研究。
第二階段(2020.02)由第一階段挑選5個計劃進行示範研究。
此五個計畫分別為:Dolphyn、HyNet、Gigastack、Acorn Hydrogen
Project、HyPER;第二階段補助金額共2,824萬英鎊。
15. Dr. Wang
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03
工業燃料轉換競賽 (Industrial Fuel Switching Competition)
共三階段,總金額超過2,000萬英鎊。
第一階段(2018.11) 針對主要耗能產業的研究規劃案。
第二階段(2019.02) 七個計劃進行可行性評估研究。
第二階段(2020.02)由第二階段挑選4個計劃進行示範研究。
此五個計畫分別為:HyNet、Hydrogen Alternatives to Gas for Calcium
Lime Manufacturing、Switching fuels for cement production、Switching
Technologies for the Glass Sector;第一階段補助金額共1,841萬英鎊。
英國近兩年氫能補助計畫(2/2)
16. Dr. Wang
低碳氫供給競賽 (Low Carbon
Hydrogen Supply CompetitioN)
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在英國與製氫相關的計畫中,Dolphyn計畫和Gigastack計畫皆會利用英國離岸風
力發電來電解氫。
僅Dolphyn計畫會架設新的試驗風機,並在試驗風機組合處理海水與電解氫的電
解槽,該試驗風機規模雖僅2MW,但該計畫的規劃是朝10MW的大型風機進行
規劃。
Gigastack計畫則透過既有的Orsted和Hornsea的風機來進行電解,此計畫關鍵在
利用GW級的質子交換膜 (polymer electrolyte membrane, PEM) 的電解槽來達到高
效率製作零碳氫的方法。
除了Dolphyn計畫和Gigastack計畫,其他製氫的計畫皆仍以天然氣為主體,但分
別應用不同的技術和設備來達到低碳製氫的成果。
19. Dr. Wang
HyNet
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2020年:
低碳氫供給競賽 (Low Carbon Hydrogen Supply Competition):
由Progressive Energy、Essar、Johnson Matthey和SNC Lavalin組成的團隊
獲得750萬英鎊的政府補助,將利用Johnson Matthey的專有技術從天然氣中
生產低碳氫。
工業燃料轉換競賽 (Industrial Fuel Switching Competition)
由Progressive Energy,Unilever,Pilkington和Essar組成的團隊已獲得530
萬英鎊的政府資助,用於進行詳細設計和實際示範,將三個工廠的鍋爐從天然
氣轉化為氫氣。
20. Dr. Wang
HyDeploy
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英國天然氣管線中允許氫氣的比例僅0.1%,歐洲國家則最高可至12%(荷蘭)。
英國電力與天然氣供應商Cadent(前身為國家電力與天然氣配送商National Grid Gas
Distribution)在2017年年底向英國政府提議一個將氫氣注入天然氣網路的示範計畫。
專案背景
專案時程
英國的健康與安全管理局(Health and Safety Executive, HSE) 在2018年11月批准該
計畫的先行計畫。
2019年展開為期一年的Hydeploy先行計畫,該計畫將在基爾大學的天然氣網路內混
和最高20% 的氫氣。
專案標的
基爾大學天然氣網路涵蓋17棟教學大樓和100個家戶。