專欄作家, 黃士修

氫能,行不行?

20 十月 , 2015  

核能流言終結者創辦人 黃士修

致力於宣揚非核家園的蔡英文主席,曾多次提到「氫能」這個聽起來有點酷炫的新能源。例如,蔡英文曾經說「再生能源發電拿來電解水,是乾淨的氫氣來源」,以及「發展氫能,讓再生能源更加穩定」。然而,她似乎誤解了很多事情。

氫能的優點,在於單位重量所攜帶的能量大,反應產物又是乾淨的水,以及燃料電池的效率普遍較內燃機高。但要注意氫能並非初級能源,而是一種儲能科技它只是將化石燃料所蘊藏的能源,或是從其他發電方式得到的電能,轉化為氫氣儲存起來。況且在儲存的難度和成本上,皆有許多瓶頸尚待克服。

氫氣和化石燃料的關鍵差異,在於地球上並沒有大量的氫氣礦。對於化石燃料,人類主要負擔的是開採的成本,而不需要重新生產。氫氣就不同了,如果我們想要得到大量的氫氣,主要有兩種方法。

第一種方法,是將化石燃料重組以產生氫氣,這也是目前工業上的主流製造法。從永續發展的觀點來看,這是將化石燃料運用得更徹底,但本質上仍然是依賴化石燃料。由這種方法得到的「氫能」,實在不能算是綠色能源。

第二種方法,則是將水電解,便可得到氫氣和氧氣。但是,電解水必須耗費電能。根據熱力學定律的限制,由氫燃料電池放出的電能,絕對會小於當初電解水製備氫氣消耗的電能。

問題在於,電解水的電能從哪裡來?如果使用的是火力發電,那麼在化石燃料、電能、氫氣、電能的多次轉換過程中,只會耗損更多能量。使用再生能源發出的乾淨電力,電解水以製備氫氣,似乎是個聰明的主意。真的嗎?

仔細想想,在尖峰時段的電力都已經不夠用了,根本沒有多餘的電可以儲存。而在離峰時段,也是將再生能源發出的不穩定電力優先併入電網使用,減少使用天然氣之類的化石燃料。

在早年核能和燃煤等基載發電充足的年代,夜間可以使用便宜的電力抽水,隔日中午再放水發電。在基載電力嚴重不足的現在,夜間離峰時段仍然必須開啟天然氣機組發電,遑論有多少儲能的空間。

另外,再生能源的發電成本普遍仍比核能和火力高出許多,如果再經過儲能和放電的轉換,成本會高到無法作為大規模的調度使用。更何況,要儲存城市規模的電力,以人類目前的科技還是只能選擇抽蓄水力,而非僅能負擔車輛規模的燃料電池或鋰電池。

當然,我們永遠可以對未來有樂觀的想像。當有一天,再生能源的成本遠低於核能和火力,即便加上儲能和放電的轉換,成本仍然低廉到廣為大眾所接受。那麼,我們就能夠大量建置「再生能源─氫能」的可循環燃料電池系統,以取代核能和火力了。

至於核融合商業發電會不會先成功,成為強力的競爭對手,就讓我們等著看囉!

,

By



Recommended