臺灣氫谷動起來

臺灣氫谷動起來

圖一 : Alice可搭載1-2名飛行員及9名乘客(source:Eviation Aircraft)

[作者 季平]

2050淨零趨勢造就另一種「淘金潮(Gold Rush)」,有別於19世紀的加州淘金熱或20世紀初的黑金(石油)熱,21世紀全球淘金熱的主角是「綠金」—綠色能源。

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常見的綠色能源包含太陽能、風力能、水力能、地熱能、氫能與生質能,其中,氫氣能源(Hydrogenic Energy)是以氫爲原料,主要經電解水、蒸氣法等方式產生,透過燃料電池將化學能轉換爲電力。由於氫氣每單位能量密度極高,不僅可以用於發電,用於合成氣體、燃料或產製工業原料,也能成爲運輸工具的動力來源,應用範圍極廣,因此成爲萬衆期待的綠能明星。

近年來航空業積極投入使用環保能源,如積極尋找可持續航空燃料(Sustainable Aviation Fuel)、氫燃料或相關電池技術,希望在2050年前能源轉型成功。一般鹹認,氫動力比航空燃油更爲環保,主要原因在於,氫氣燃燒時只會產生水而不會產生碳排,非常適合作爲零碳航空燃料。

以色列企業Eviation Aircraft自2019年以來積極開發氫燃料全電動飛機Alice,並於2022年9月成功試飛。Alice可搭載1-2名飛行員及9名乘客,最大速度約260節,充電30分鐘約可飛行1小時,飛航距離約815公里,載重量達1,200公斤。雖然速度不快,但噪音較小,而且不會產生碳排,適用於短程通航及貨運運輸。該公司表示,Alice的營運成本較同尺寸傳統動力飛機低30-70%,預計2027年投入商用服務。

2022年11月底,易捷航空(Airline EasyJet)與飛機發動機制造商勞斯萊斯集團(Rolls-Royce)也成功以國內小型線渦輪螺旋槳發動機AE 2100-A做爲測試,利用蘇格蘭奧克尼羣島(Orkney Islands)的潮汐與風電產生的「綠氫」作爲驅動能源,成功運行飛機發動機。未來將針對勞斯萊斯Pearl 15噴射引擎進行全面的地面測試。

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圖二 : 易捷航空和勞斯萊斯集團成功測試氫動力飛機發動機(source:Rolls-Royce)

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據統計,一架波音747大型空巴約需100萬公升的氫氣纔可能支應約25萬公升噴氣燃料的航行距離,目前看來,氫燃料用於長程運輸仍有一段長路要走,加上「綠氫(Green Hydrogen)」是透過再生能源電力電解而成,雖然製程幾乎零碳,成本卻相對較高,這些都是氫能源真正普及之前需克服的問題。

工研院產科國際所研究經理石蕙菱指出,氫是分子最小的元素,多與其他分子相結合而非獨自在大氣中以自然形態存在,因此被歸類爲二次能源,也就是須要經過加工轉換後才能取用的能源。氫氣的應用層面廣泛,過去多成爲工業原料(如生產氨氣、鹽酸)之用,或用於半導體、電子材料製程,能源使用方式則爲氫氣經燃燒或電化學產生能量以供電、供熱。

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