各國產業概況

壹、 美國

隨著歐巴馬新政府上台，氫能產業被列在美國能源政策重點發展之一，加上自 2003 年布希政府提出的行動方案，所需經費從沒中斷，可知此產業為美國極力發展的目標，

其中氫能生產加上儲存，約佔總經費的一半，圖 22 即為近年來美國能源署的投入經費。

由於氫能車要完全採用的技術仍未完善，加上美國車廠近來深陷經費拮据之困擾，所以 美國將氫能車輛的使用目標，設在 2015 年後。而 2011 年主要以天然氣或液化石油為原 料、消費性電子用等不同用途的燃料電池發電系統為主。

氫燃料產業方面，從氫能的質量、安全性、溫度等品質指標改進，進而提升民眾的 接受度與信心(見圖 23)。技術希望以升級方式，利用材料的發展漸漸取代高壓式、化學 方法來儲氫，降低以往技術的危險性。美國科學家最近研發出一極具有淺力的新型儲氫 材料：含鈦過度金屬乙烯複合物，經過測試發現可吸附高達 12%重量比的氫氣，此數據 已大大高於美國能源署預定在 2010 年達到的 5.4%之目標，若是再改善放氫的能力將會

單位:億美元

墨菲石油等皆投入此項技術的研發，希望在氫能取代現今燃料前取得先機，其他像是 Ovonic Battery 等燃料電池公司亦投入。甚至還有像 Quantachrome Instrumenta 公司這類 的儀器廠商，提供測量吸附氫氣能力的機器，希望搭上這波氫能起飛的順風車。

美國在世界各國中，投入此產業的資源算是最多的國家，並且技術與日本皆處於領 先，也希望能建立全球標準，不過其他國家技術程度也不斷再進步，加上跨世代的材料 出現，除了需要努力研發外有時還需要一些運氣與天然資源的配合，所以未來仍面臨許 多挑戰，但是其對於此產業的投入應該只會愈多不會減少。

圖 3-10 美國能源部對氫能投入的研發資金

資料來源：美國能源署(DOE)

貳、 歐洲

歐洲各國對於氫能研發經費的投入，近年隨著研發的成果有顯著的成長，根 據歐盟委員會發布的資料在 1986~1990 年間投入約八百萬歐元，1999~2002 年至 1.45 億歐元，2006 年則成長到 3.2 億歐元，其中氫儲存部分佔了 8.1%，生產運送 19.3%，

燃料電池基礎研究 14.6%，定置型、可攜式系統和運輸應用各佔 8%與 19.3%，其他項目 還有安全規範、技術驗證等。從 2003 年起開始，全面禁止生產或使用鎳鎘電池，為鎳 氫電池發展帶來良好的發展契機，也為鎳氫電池生產用原料-儲氫行業的發展帶來商機。

氫能的發展是由歐盟委員會來擬定，但歐洲各國仍可評估本身優劣勢作是當的調 整，近期的主要工作在降低成本和初期商業化的相關研究上，每年研發經費增加八千萬 歐元，並針對大規模的示範計畫與先驅廠商進行補助。預定 2015 年正式開始商業化，

並設定成本目標，期望達到氫氣每公斤 4 歐元，儲氫罐每度(kWh)10 歐元，到 2030 年 時，更希望達到氫氣每公斤 3 歐元，儲氫罐每度(kWh)5 歐元之水準，以利大眾化。歐 盟認為氫能產業未來具有相當競爭力，且創造 20~30 萬個就業機會。

廠商部分，像是 BMW 過去四年投入了 1870 萬歐元，2008 年與其他多個汽車製造 廠商和歐洲航空航天工等，一起研發了新型的液氫儲罐，這種材料構成的罐體與線用的 圓柱型鋼罐相比，可以減小儲罐的體積，另外電力輔助系統也被併入儲罐的外部保護性 材料內，如此將在車內佔用更小的體積，並更易生產和保養。

參、 日韓

日本政府投資在氫能產業，多年來大都維持在 300 億日圓左右，不過其車廠如：豐 田(Toyota)、本田(Honda)，投入的資源應不少於政府。因此在儲氫產業發展上，日本著 重在汽車用燃料電池方面，預計到 2020 年本國市場可達 9000 億日圓的水準，家用燃料 電池亦有 2500 億日圓規模。其政府自 2005 年起補助住家安裝電熱共生定置型燃料電池 系統，至今已安裝超過 3000 台，目前日本在技術成熟度和降低成本上都有極大進展。

預計 2009 年，家用型氫能發電機組將正式商品化，新日本石油公司、三洋公司和松下 電器等廠商都大規模投入與生產，代表日本在這項應用的氫能儲存技術具有一定水準與 安全性。

除了上述企業外，日本製鋼所針對儲存合金應用與發展已超過 20 年，為日本主要

年 6 月，日本產業技術綜合研究所發佈其研製出重量輕、密封性好、強度高、抗高低溫 2020~2030 年，主要促進產品市場的發展，特別在發電機、運輸和可攜式電力。氫能時 代來臨則為第四階段。

2006～2008 年示範階段、2009～2012 年推廣執行階段，每個階段均涉及氫能生產、氫 能貯藏和氫能利用三方面的內容（表 3-5）。

基礎生物技術 可靠技術的系統化 光化學水裂解 合成的安全性

氫的貯藏

壓縮氣體技術及基礎設施 高壓氣體貯藏罐的研發 規模生產與應用（32kg/m 3 ，壓力 700 巴以上）；

安全技術的推廣及商業應用

（2-6wt%，最大 45kg/m 3 ） 複合金屬氫化物 有效儲藏技術的研發

化學氫化物 運輸中氫能貯藏

納米材料 技術的有效性評價

氫的利用

氫能電力系統 高性能電力系統示範 建立高效氫能電力系統

高靈敏度氫洩漏傳感器 安全技術涉及的傳感器 安全監測傳感器的規模化生 產

氫能安全分析 氫技術的標準與規範 標準/規範/安全教育

資料來源：Fuel Cell Today

圖 3-12 韓國氫能產業發展時程

資料來源：工業材料雜誌 265 期(2009/1 月)

肆、 中國大陸

對氫能的研究與發展在中國可追溯到 20 世紀 60 年代初，中國科學家為發展中國的 航天事業，對作為火箭燃料的液氫生產、燃料電池的研製與開發進行了大量的工作。將 氫作為能源載體和心的能源系統來開發，則是從 20 世紀 70 年代開始。現在，為進一步 開發氫能，推動氫能利用，已將氫能技術列入《科技發展十一五計畫和 2015 年遠景規 劃》項目中。

目前，中國大陸要大規模推廣氫能利用仍需要解決氫源問題。中國大陸南部和西南 地區勢能差大，水資源豐富，水電發達，在豐水期可用大量剩餘電力通過電解水製取氫。

氫還可以從石油、天然氣和煤等化石燃料中製取，以及從甲醇、烴類等通用燃料中轉化 而得。此外生物質能也可成為氫的重要來源，如細菌製氫、發酵製氫及沼氣回收製氫等，

傳統的工業礦物如硼氫化鈉等及工業副產氫也是獲取氫的有效途徑。

傳統氫燃料法主要分為石化燃料氫燃料和電解水氫燃料。目前，一些新的氫燃料方 法開始受到人們的關注，如生物氫燃料、太陽能氫燃料和核能氫燃料等。國內氫燃料技 術主要有電解水氫燃料和以煤、石油腦、煉廠氣、焦爐氣、天然氣為原料在高溫下進行 蒸汽轉化氫燃料。一些合成氨裝置、甲醇裝置將含氫尾氣等氣體利用變壓吸附技術也能 回收少量的氫氣。

許多專家結合中國資源特點與現實情況提出了氫的製取方案：中短期內應利用現有 的石油和化工氫燃料能力，發展天然氣與氫氣混合的富氫技術，研究潔淨煤和可再生能 源製氫技術；中長期內應使潔淨煤氫燃料技術和可再生能源製氫技術實現產業化，同時 應加快基礎設施和示範項目建設。為迎接“氫經濟時代”的到來，需要提前發展基礎設 施，包括建設氫能管道網、儲存設施、加氫站等。

基於中國是世界第一大焦炭生產國且焦爐氣浪費嚴重的事實，有專家提出，用焦爐 氣製氫有可能成為中國開發氫能源的新途徑。焦爐氣所含的大量碳氫化合物也可應用重 整技術轉化為氫氣。焦爐氣原始含氫量就高達 55％，可單憑變壓吸附法就能將其高效分 離出來，製氫成本低，只相當於電解水製氫成本的 1／4-1／3；焦爐氣所含的大量碳氫 化合物也可應用重整技術轉化為氫氣。目前，利用焦爐氣製氫已引起業界的很大興趣。

可以預見，在即將到來的清潔能源時代，焦爐氣有望成為中國未來重要的氫氣供應源。