全球氫能技術與建設正當紅

[作者 盧傑瑞]

當氫與氧結合時，會產生大量能量，這些能量可用於發電等等。由於氫能在使用時還具有不排放二氧化碳的特點，因此已經被視為是替代化石燃料的新能源。

由於氫原子的高活性，氫氣不存在自然界中，而是以化合物，如水、甲烷之形態存在。地球表面的氫原子大部分以海水的形式存在，氫分子必須透過工業製造才能更進一步的獲得氫能源，雖然氫氣本身雖然不含碳，但獲得氫氣的原料或轉換製程仍會衍生碳排，其來源將影響減碳效益。因此如何在不排放二氧化碳的方法下，來大規模生產氫氣，已成為現階段技術的研究重點。

透過顏色來區分各種製程的氫氣產物

氫是構成各種物質的重要元素。可以透過化學分解這些物質來提取氫氣，方法也有很多種，例如工業上，生產方法有水電解法和天然氣化學分解法。

進行電解水時，由於淡水的導電能力較差，因此在電解前比需加入氫氧化鉀等電解質（固體高分子電解法）。此外，也可以利用水電解從海水中提取鹽，並在製鹽過程中獲得副產品的氫氣（圖一）。

在天然氣的化學分解中，則是透過天然氣中所含的甲烷（CH4），與水蒸氣反應來獲得包含氫氣的大量氣體，這時就需要透過特殊設備來提取氫氣。除了這些方法之外，還有一種類似天然氣化學分解的方法，透過生物質在高溫下分解，所產生的氣體再與水蒸氣反應後而獲得氫氣。

通常氫氣多以顏色來區分製成的不同。利用碳氫燃料重組獲得的稱為灰氫，碳排為約12 kg CO2/kg H2。煤氣化、熱裂解、水解等方法獲得的氫氣稱之為褐氫，碳排為5 kg CO2/kg H2。利用再生能源或核能進行電解水製成的氫氣，被稱為綠氫。

最後，在灰氫生產過程中產生的二氧化碳，將其收集後儲存在地下，一般認為這並不排放任何二氧化碳，因此用這種方法生產的氫氣被稱為「藍氫」。目前生產的氫氣中95%以上是灰氫，因此未來有必要減少灰氫的比例，來降低碳排放。

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