台灣今年將有2座加氫站投入運作,工業氣體大廠聯華林德解析加氫站如何運作。(圖片來源:iStock)
編按:氫能應用範圍廣泛,不僅可用於發電和工業生產,在交通運輸領域也具發展潛力。繼上一篇解析氫能優勢的4大常見問答後,工業氣體大廠聯華林德將進一步聚焦加氫站的運作與台灣法規進展,幫助讀者建構更清晰的氫能視野及能源轉型脈絡。
台灣今年將有2座加氫站投入運作,分別是中油高雄加氫站與聯華林德台南樹谷加氫站。不過氫能對多數人而言仍相對陌生。為了提升大眾認識,聯華林德推出「氫能百科」系列文章,本篇將深入探討加氫站設備及氫能運輸對策。
問題5:加氫站有哪些組成設備?能為那些車種加氫?
為車輛提供氫氣的加氫站,可說是由壓力平衡設備組成,加氫站的運作為氫能壓力轉換的過程(見下圖)。
圖1、林德與Toyota在墨爾本加氫站的布建實景,展示當今國際一般加氫站設備組件。每座加氫站會依建置時設定的加氫量能與環境,對各個環節加以調配。(圖片來源:聯華林德提供)
- 供給運輸:利用水電解(2)或蒸汽甲烷重整(Steam Methane Reforming,簡稱SMR)製程生產氫氣後,用槽車(1)或管線運輸到加氫站;
- 低壓儲存 (3):將氫氣儲存在30~50 bar(巴,壓力單位),該設備取決於加氫站供應模式;
- 壓縮及儲存:壓縮機 (4) 把氫氣壓縮並高壓儲存,讓輸出壓力可提升至900 bar;
- 中壓儲存 (5):緩衝壓力以支應高峰需求,紓解加壓設備量能,架設與否端視氫氣供應量能急加氣壓力;
- 加氫:利用加氫機 (6) 上的加氫槍,把氫灌輸到氫能車。採雙槍口設計的加氫機,分別對客車的700 bar以及巴士貨卡的350 bar 加氫。
若氫能機車的供電方式是採插拔式氫能電力模組(燃料電池罐),類似Gogoro/光陽電動車,則非由加氫機(6)供氫。機車騎士至車廠指定交換地點,更換所屬的氫燃料電池罐 。
圖2、加氫站運作流程。(圖表來源:聯華林德提供)
聯華林德協助中油建置位於高雄的加氫站,規劃一天可為7輛大型巴士加氫。目前台灣2座加氫站的主要設備包含:槽車運氫、氫氣壓縮機,以及配有雙槍的加氫機。此外,聯華林德樹谷加氫站還設有(5)「中壓儲存」,加氫速度可較快。兩座加氫站皆採林德Linde的最新科技專利,不僅設備占地小、安全高規、全自動,還可依加氫容量所需彈性擴充調整。
問題6:車輛加氫、加氫站運行會很危險嗎?有哪些風險評估與措施?
加氫站安全的範疇可從環境布建、場內配置、設備機能、人員操作四個面向檢視,針對氫無色無味、分子小、質量最輕、燃點高、氫脆等本質,進行預防、偵測、控管等工作。
裡外:加氫站整體場域規劃,包含連外道路的寬度、距學校醫院等公共設施的安全距離,乃至加氫站內空間布建,諸如防火牆的寬度與間距,儲氫槽與加氫機等個別設備的距離,安裝洩漏、火焰、地震等偵測裝置,確保偵測觸發時自動發出警報,並切遮斷供氣等管控功能。
人器:各個設備具有合規、精準的設計與安全機制,加氫站操作人員、營運管理團隊需接受完整訓練,以落實加氫安全措施,像是漏氣檢測、氫氣配送與壓力管理、氫器儲存與冷卻等適當操作。這些設備與執行皆有各式ISO國際標準、國家規範加以界定。
例如,加氫槍需經過加氫通訊協定先行測試認證,確保對應到350 bar或700 bar的車輛;配備自動防呆機制,當加氫槍接頭與通訊協定不合,則無法強行灌充;若車輛行駛時加氫槍仍與車體相連,連鎖會關斷氫氣,終止加氫,不致洩漏 。
安全疑慮是影響建置加氫站的主要因素,雖然「鄰避效應」(Not In My Back Yard,NIMBY)世界各地皆然,必須從最基本的落實加氫站安全著手,持續進行社會溝通。
問題7:目前政府為推行氫能運輸,有什麼相關方案?
為加速國內氫能應用,國家發展委員會在2023年6⽉發布「台灣2050淨零轉型『氫能』關鍵戰略⾏動計畫」,氫能相關應用受到多項法條規範、分屬不同主管機關管轄:
- 《能源管理法》:經濟部於2023年7⽉公告,將氫燃料指定為《能源管理法》第二條第六款所定之能源。此舉,有別於之前將氫列為工業氣體,自此氫燃料的供應與使⽤受《能源管理法》規範。然⽽,相關細節尚待經濟部進⼀步修訂與明確化。
- 《加氫站銷售氫燃料經營許可管理辦法》:為配合氫能⾞輛產業發展,經濟部針對加氫站的設置、設備、安全距離、洩漏警報、安全管理與登記等⽅⾯提出規範,於2023年11⽉1⽇正式公告實施。
- 《消防法》:規範加氫站氫燃料相關的防⽕與應急管理措施。
- 《城市計畫法》:加氫站設置所需考慮的⼟地⽤途與都市規劃。
- 《職業安全衛⽣法》:保障加氫站作業⼈員的職業安全。
- 《氫燃料電池大客車試辦運行計畫》、《氫燃料電池大客車試辦運行計畫申請者資格及補助審查作業要點》:交通部於2024年1月公告,補助業者購買氫能大客車。每輛補助最高新台幣一千萬,一家業者補助五輛為限 ,至多補助三家業者。
- 《氫能專案法案》:處於草案階段,專注於氫能產業發展的整體法制框架。
氫能應用仍處於發展初期,許多法規草案提出後,仍需各界討論與跨部會協調,確保更符合實際需求與公眾利益。
台灣的「運輸部門旗艦行動及目標」戰略計畫由交通部、經濟部與環境部共同推動。根據2025年1月「國家氣候變遷委員會第三次委員會議」的報告,氫能在運輸領域的價值,將體現在「商用車輛電動化及無碳化」上,並計劃逐步增加氫能大客車數量。推動進度則視國產氫能車輛的發展而定,經濟部預估2030年後可望有更明顯成長。
圖3、摘自交通部「運輸部門減碳旗艦計畫 — 商用車輛電動化及無碳化」。(圖片來源:聯華林德提供)
氫能車屬於電動車的一種,全名為氫燃料電池車(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV),其運作原理是透過燃料電池讓儲氫罐內的氫氣發生化學反應,產生電力來驅動馬達。
氫能特別適合大型車輛,例如垃圾車、卡車、拖車與工務車等,這些車輛往往需要長時間運行,無法頻繁充電。然而,目前政府的「運輸部門旗艦行動及目標」戰略計畫對此著墨不多,推動進度相對緩慢。
對業者而言,購買氫能車後,如何獲取穩定且合理的氫燃料成本才是關鍵。但政府尚未推出支持氫能或低碳燃料使用的明確政策。
邁向淨零排放已是國家戰略,當氫能的發展不僅關乎經濟效益,更涉及環境與世代責任時,或許台灣需要超越短期回收成本的長遠規劃,為下一個世代鋪路。
問題8:除了車輛,氫能還能如何運用在交通運輸上,力助實踐減碳淨零?
台灣運輸部門的碳排放主要來自公路系統,2022 年占比高達 96.32%。因此,交通部的「運輸部門減碳旗艦計畫」自然將重點放在車輛減碳。此外,計畫中也納入「永續航空燃油(SAF)減碳計畫」,並由交通部與經濟部共同成立 SAF 工作平台,定期召開會議推動相關進程。
但若以淨零減碳與永續發展為目標,氫能的應用不應僅限於陸路交通或客運,而是能進一步拓展至航空與航運,為空路與水路的減碳發展提供關鍵助力。林德(Linde)集團已在多個國家參與氫能專案,推動技術突破,以下是幾個代表性案例:
陸路列車
由於列車行駛固定、可預測的路線,並可廣泛地融入鐵路網絡。全球首輛氫燃料電池動力客運列車 「Coradia iLint」,行駛過程中僅產生水蒸氣,全程零碳排,且運行安靜。2016年於區域鐵路進行 18 個月的試運行,2020 年 2 月成功完成測試。林德為該案在德國打造一座可乘載12輛列車的加氫站,每日供氫量約1,600 公斤,成為全球規模首屈一指的加氫站。
圖4、林德為在德國打造一座可乘載12輛列車的加氫站。(圖片來源:聯華林德提供)
船舶水路
2021年全球首艘氫能渡輪正式投入運營,載運乘客與車輛。該挪威渡輪營運商Norled 與 Linde 合作,採行液態氫及相關基礎設施,並建置岸上及船上的氫氣儲存、分配與安全設備。其氫氣供應計畫則於 2022 年啟動,屆時該燃料電池渡輪將減少高達 95% 的年碳排量。
多家航運公司正積極測試氫能技術,氫能貨船正處於開發階段,這將成為航運業轉向氫燃料轉型的重要起點。隨著更多氫能船舶投入使用,設計將不斷優化,燃料效率也將逐步提升,加速航運業邁向低碳未來。
圖5、挪威氫能渡輪Norled。(圖片來源:聯華林德提供)
航空運輸
Linde、Sasol、ENERTRAG 和 Navitas(即 LENS 聯盟)正透過德國聯邦政府的 H2Global 平台,推動可持續航空燃料(SAF)的生產計畫。
氫能在全球交通運輸領域的應用正逐步推進,從陸路、航運到航空,各國皆投入資源發展相關技術與基礎設施。台灣若能超越短期經濟思維,以長遠環境責任為導向,由政府與企業攜手完善氫能生態系,不僅可推動產業升級,也能落實交通無碳化願景。
※ 本文為「聯華林德」合作專欄。
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