日本在綠氫能源上的發展（08/26/2021 風傳媒）

氫將是人類最清潔的燃料，其燃燒只產生水而不排碳，由於這種對環境的友好性，氫被稱為「完美能源」或「未來能源」。

氫廣存於地球之中，其能源密度極高，且可以氣態、液態及固態的氫化物呈現，以適應各種運儲方式及應用環境的要求，和化石能源相比，其製取更為方便，不受地區因素的限制，也不會因資源分布不均而引發地緣政治風險，通過可再生能源製氫，將促成碳中和的實現。

作者：胡僑華

太陽能製氫是前景最好的製氫法

目前以化石燃料做為主原料的煤氣轉化法占全球氫製備總量的95%，而以電解水製氫的的比率不足5%，以太陽能製氫的比例更小。其實以太陽能製氫已有40年的的發展歷史，被認為是最有前景的製氫方法之一，值得繼續努力研發。

當今全球在建的以可再生能源製氫項目總計80GW（1GW = 100萬千瓦），在2020年新增的項目即達50GW，就像過去十年風能和太陽能的價格成倍下降， 一旦形成規模效應，即大幅降低其LCOE成本（Levelized Costof Energy，均化能源成本）。

日本百年老店──電氣產品製造商東芝集團（Toshiba）正在全球布置此具「未來能源」之稱的氫能，並以大規模可再生能源製取綠氫，做為碳中和時代的解決方案。

放眼全球，日本是近年來最熱衷發展氫能的國家之一，利用碳捕獲（CCS）實現平價化石燃料的脫碳製氫，以及可再生能源製氫，對能源自給率甚低的日本而言，用零排碳的可再生能源以製取清潔、高效且較易儲運的氫能，無疑是「後福島時代」得以兼顧能源安全和碳中和目標的理想選擇。

早在50年前東芝就開始做氫能方面的研發，當時日本的氫路線是烴類或醇類重整製氫，但現在零碳的理念下，近10年已全面提升氫能體系。例如東芝燃料電池體系全部都是純氫製備，其燃料電池系統H2Rex 在日本國內已累計交付了100台以上，這種100KW的模塊化單元，可根據需求做靈活組合，啟動後不及5分鐘時間，高效管道或儲槽中的氫氣轉化為電能和熱能。

從製氫到氫利用的全程實現了零排碳

以東芝的新氫能綠合中心為例，利用太陽能電解水製備氫氣，並直接將其應用於東芝的府中工場的燃料電池驅動叉車（Fork lifter）上，不但叉車運轉不排放二氧化碳，且因利用可再生能源作為製取氫能的燃料，從製氫到氫利用的全程實現了零排碳。當突發災難時，這套小型分布式能源亦可大顯身手，做為一條生命線為300名受災群眾提供一週所需的電力和熱水供應。

綠氫雖有諸多優點，但在全球範圍內仍為成本高居不下所困擾，在日本要靠政府的政策來支持。此外光伏、風電仍存在間歇性問題，且因電網調峰要求甚大，導致棄風、棄電的狀況經常發生，若將這部分電力轉換為氫能儲存起來，需要時再予釋出，成為最理想可靠的結合。亦即可再生能源與電解質製氫技術綑綁在一起，製造出完全的綠氫。

在日本國立新能源產業技術綜合開發機構NEDO（New Energy and Industrial Technology Development Organization）的帶頭下，東芝與另外兩家日本企業合作的福島氫能研究基地（FH2R）已於2020年成立。東芝在該領域所長的是對電力系統、電子設備及控制系統的深入了解，及對氫的長期技術累積，目前正與上游製氫企業研討合作。

在氫能起動階段，東芝呼籲政府對全行業給予政策支持，鼓勵更多企業參與氫能產業鏈的完善，並儘早明確氫能使用的法律及規範，在此前提之下，氫能成本才能隨著規模效應而快速下降。

氫能成本的下降有賴於一個足夠大且高速成長的下游市場，東芝正在推動純氫能燃料電池系統H2Rex儘早應用於日本及中國市場，使其成本符合市場潛在的需求，並聯合中國合作夥伴一起開拓市場。

福島事故讓東芝不得不脫鉤核能

實際上東芝對於 「終極能源解決方案」的認知，在福島核能事故之後，出現了徹底的轉變，東芝曾是全球核能領域的重要領先者，旗下擁有歷史戰績輝煌的美國西屋電氣公司。但2011年發生的福島核能事故，使全球核電技術放緩，建造成本陡增，西屋電氣申請破產保護等諸原因，東芝最後選擇脫鉤核電資產。

2020年10月日本首相菅義偉在臨時國會上發表施政演說時宣布，日本將爭取在2050年實現溫室氣體净零排放，這標示做為全球第三大經濟體及第五大排碳國的日本，在氣候議題上的立場有了巨大的轉變。

日本的溫室氣體排放中，至少有80%來自能源範疇。二氧化碳零排放並不是最近才有的呼聲，早在〈京都協議書〉及〈巴黎氣候協定〉且更早以前，就進行了與此相同的探討。

福島事故改變了全球滅碳的思路，2011年之前，日本及歐洲都將低碳發電目標寄望於核能，但現在已轉變為寄望於可再生能源的發展。除了氫能之外，東芝還有其他頗具競爭力的的能源業務和碳捕獲及儲存技術，可以根據不同地區的條件與與特徵，進行靈活的組合，無論在水電領域、光伏領域及地熱領域，均處於世界領先的地位。

該項目建有全球最大的利用可再生能源的10 MW（1萬千瓦）級製氫裝置，正在驗證清潔低成本的製氫技術，在此所產生的氫氣不僅使用為平衡電力系統，還為固定的氫燃料電池系統，及移動的氫燃料電池車輛（汽車、巴士）等提供動力源。

日本的綠氫發展可供台灣借鏡，台灣現行的可再生能源發電占比僅20%，卻以進口液化天然氣以支持50%的氣電 ，與其如此，不如投資於光源充足的澳洲建立液化綠氫廠，並進口台灣以取代LNG（主成分為排碳的甲烷）以供發電，達成低碳及無排碳的能源承諾。

本文作者胡僑華為工程專業經理人

完整圖文內容請見：
https://www.storm.mg/article/3875207?mode=whole

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《推薦閱讀：聯合國IPCC歷史性氣候報告中的一個重點：甲烷 Methane 》作者：美國眾議員Kathy Castor，Ms. Castor is chair of the House Select Committee on the Climate Crisis.—紐約時報

*這份歷史性的新報告明確指出：如果我們要控制全球氣溫，我們迫切需要專注於減少甲烷污染。

地球溫室氣體每一分度數都很重要時，迅速採取行動減少這種超級污染物是開始解決氣候危機的最直接和最有效的方法之一。

原因之一：甲烷生命週期較二氧化碳短太多——它在大氣中停留大約 12 年，而二氧化碳則存在數百年。

減少甲烷排放將有助立即淨化大氣，幫助調節溫室氣體，並對我們的近期拉回氣候目標有幫助。

*其次聯合國政府間氣候變遷小組的調查結果對清潔能源的未來，也具有重要意義。

在美國發電方面，所謂“清潔”天然氣的使用增加，通常減少了碳密集型污染最高的煤炭使用量。但這導致全球及美國共和黨政策上呼籲擴大天然氣生產，並放寬對國外出口天然氣的限制。

但是天然氣由 85% 到 90% 的甲烷組成。

甲烷不只是牛排或是牛放的屁：是的，所謂乾淨的天然氣，在發電廠燃燒時排放的二氧化碳通常比煤少一半：但甲烷在其生產和提鍊的每個生產過程中都會逸出，從鑽井或水壓裂現場、提取、到通過天然氣管道、運輸、還有在煉油廠進行氣化。

這些過程都使天然氣釋放出大量的甲烷，形成另一個潛在氣候負面效應。

科學界清楚地表明，我們需要將甲烷等溫室氣體排除在大氣之外。

5 月發布的全球甲烷評估顯示：在過去這十年內，若我們將甲烷排放量減少 45% ，可以幫助地球在2040 年減少升溫近 0.3°C。

這聽起來並不多，但它會對美國和全球的弱勢社區產生重大影響。

我們避免的每一度變暖，都有助於保護家庭免受氣候引發的破壞，包括更強烈的颶風、更嚴重的洪水、更頻繁的乾旱以及更多的極端高溫和森林野火。

如今，我們已經生活在地球變暖超過 1°C 的毀滅性後果中。從西北部致命的高溫到我們看到被沖上佛羅里達海岸的有害藻類，殺死了魚類。

人類造成了一連串問題。

但是，我們仍有工具修復它。

我們可以擴大氣候解決方案和使用清潔能源，它們可以創造數百萬個高薪工作、降低能源費用、加強我們的國家安全以及為因環境不公正而受到傷害的社區提供清潔空氣和水的巨大潛力。

為了解決這場危機，國會必須採取行動。

去年，我領導的氣候危機特別委員會的民主黨小組發布了一份氣候路線圖，幫助美國實現淨零排放。

在我們的氣候危機行動計劃中，我們建議未來十年將石油和天然氣開採產生的甲烷污染減少 90%，並逐步淘汰甲烷的常規燃燒。

上個月，我很失望地看到只有 12 名眾議院共和黨人加入了我們的民主黨小組。

當時我們希望提案加強對甲烷污染的監控措施。這確實是唾手可得的成果：一項要求石油和天然氣公司定期檢查和修復甲烷洩漏的措施。這個決議甚至得到了一些世界上最大的石油公司的支持。

然而，我們共和黨的大多數衆議院同事拒絕將美國家庭的健康，置於污染者的利潤之上。

這是一個巨大的問題。

雖然一些共和黨在氣候問題上軟化了他們的言辭，但他們之中許多人繼續阻礙清潔能源和氣候解決方案。

這樣的態度需要迅速改變，他們必須認真對待緊急處理這場地球生態及人類生存危機。

無論是通過兩黨基礎設施法案、和解方案還是兩者結合，國會都有道德義務推動美國走向清潔電力和淨零排放經濟的政策。我們迫切需要建設可再生能源，為民間創造就業機會的氣候變遷計劃提供資金，並幫助僱用前化石燃料工人，清理孤立的油氣井和廢棄煤礦井。

多年來，我們都知道我們正在與時間賽跑。

我們現在已經沒有時間了。

現在，每一點污染——以及每一分度溫度的增加——都很致命。

—-Kathy Castor 是美國眾議院氣候危機特別委員會主席。她代表佛羅里達州第 14 屆國會選區。

《聯合國政府間氣候變遷小組IPCC公布史上第六次全球暖化報告》

#人類十年來煤炭石油天然氣能源排放量過去幾年沒有下降
#地球升溫至1.5度不可避免
#我們已經無法阻止未來三十年暖化加劇
#我們可以阻止它變得更糟
#全球十億人口將不斷面對熱浪野火乾旱水資源爭奪
#格陵蘭冰層融化及南極冰棚崩塌不可逆轉
#地球上一些動植物將從此滅絕
#珊瑚礁白化將大規模死亡無法保護魚群

2007年與美國前副總統高爾一起獲得諾貝爾和平獎的IPCC(聯合國政府間氣候變遷小組）公共最新近期最重要的一份報告，全球變暖的一些破壞性影響已不可避免。但人類仍有可能在短時間內全力阻止狀況變得更糟。

聯合國IPCC此份重要的新科學報告指出，各國推遲控制化石燃料排放（煤炭及天然氣）的時間太長，以至於人類已無法再阻止未來 30 年全球變暖加劇，儘管我們仍有很短的時間，阻止最悲慘的未來結論。

自 19 世紀以來，人類的活動已經將地球升溫度大約 1.1 攝氏度或 2 華氏度，主要是原因還是燃燒煤炭、石油，其次天然氣，獲取能源。其後果目前已經可以在全球上演衝擊各地，的氣候災民。

光是今年夏天，熾熱的熱浪在美國和加拿大造成數百人死亡，洪水摧毀了德國和中國，而西伯利亞、土耳其和希臘的野火燎原，已經失控。

根據這份由聯合國召集的科學家團體政府間氣候變化專門委員會周一發布的新報告，這只是一個開始。

即使各國今天開始，大幅減少排放，未來二十年內全球溫室氣體總量仍然可能會使地球氣溫上升 1.5 攝氏度左右，我們可以説：人類現在基本上已經鎖定、無法逃避，更熱的未來。

科學家們發現，在地球升溫 1.5 度時，危險會大大增加。

全球近 10 億人可能會在更頻繁危及生命的熱浪中，傷害健康及一大部分老人死亡。

由於嚴重的干旱，還有數億人將爭奪水源。水資源，可能引發戰爭。

今天地球上一些動植物物種，將滅絕消失。

全球大片海域維持漁業的珊瑚礁，將遭受更大規模死亡。

英國利茲大學的氣候科學家、此次為IPCC撰寫報告的數百名國際專家之一皮爾斯·福斯特說：“我們可以預期，在未來 20 或 30 年內，極端天氣將大幅增加。” “不幸的是，我們必須了解，情況只會比現在更糟。”

然而，人類仍然可以防止地球變得更熱。但這將需要各國協調努力，到 2050 年左右停止向大氣中排放二氧化碳。

這代表我們需要立即開始迅速擺脫煤炭等化石燃料，並從空氣中快速去除大量碳！

IPCC報告總結：如果全球真誠的合作，全球變暖可能會停止⋯⋯並穩定在於升溫於1.5 攝氏度左右。

但如果各國的努力失敗，全球平均氣溫將繼續上升——與工業化前時代相比，可能會超過 2 度、3 度甚至 4 攝氏度。

IPCC報告描述了變暖程度每增加一次會如何帶來更大的危險，例如更嚴重的洪水和熱浪、惡化的干旱和加速的海平面上升，這些都可能威脅到一些島國的生存。

地球越熱，越過危險的“臨界點”的風險就越大，例如格陵蘭島和南極洲西部巨大冰棚，將出現不可逆轉的崩塌。

“地球氣候系統發生了一些變化，沒有回頭路，”該小組副主席兼美國國家海洋和大氣管理局氣候高級顧問 Ko Barrett 說。但是，她補充：立即和持續的減排“確實可以改變我們面前的氣候絕望。”

此次公布的IPCC的報告共獲得了 195 個政府的批准，基於共14,000 多項研究，是迄今為止氣候變遷物理學最全面的總結。

此報告將於11 月在蘇格蘭格拉斯哥舉行的聯合國峰會上成為各國領袖高峰會的討論焦點。

包括拜登總統在內的越來越多的世界領導人支持將全球變暖限制在 1.5 攝氏度的目標，儘管主要污染國家目前的政策距離實現這一目標還很遙遠。溫室氣體的 10 大排放國是中國、美國、歐盟、印度、俄羅斯、日本、巴西、印度尼西亞、伊朗和加拿大。

這份新報告毫無疑問地認為人類應對全球變暖負責，並得出結論認為，自 19 世紀以來，全球平均氣溫的上升基本上都是由燃燒化石燃料、砍伐森林和向大氣中排放二氧化碳等溫室氣體的國家驅動的。和吸收熱量的甲烷。

報告稱，迄今為止的氣候變化在人類歷史上幾乎沒有相似之處。過去十年很可能是地球 125,000 年來最熱的十年。世界上的冰川正在以“至少在過去 2000 年中前所未有”的速度融化和消退。至少 200 萬年來，大氣中的二氧化碳含量從未如此高。

在過去的一個世紀裡，海平面平均上升了 8 英寸，自 2006 年以來上升速度翻了一番。自 1950 年以來，熱浪變得明顯更熱，並且在世界大部分地區持續時間更長。野火天氣在全球大片地區惡化。自 1980 年代以來，海洋中的極端高溫爆發——這會殺死魚類、海鳥和珊瑚礁——的頻率增加了一倍。

近年來，科學家們還能夠明確全球變暖與特定惡劣天氣事件之間的聯繫。報告稱，世界上出現的許多致命的新極端溫度——比如 6 月份席捲太平洋西北部的破紀錄熱浪——“如果沒有人類對氣候系統的影響，就極不可能發生”。溫室氣體排放明顯使一些乾旱、傾盆大雨和洪水變得更糟。

報告稱，熱帶氣旋在過去 40 年中可能變得更加強烈，這種轉變不能僅用自然變化來解釋。

報告指出，隨著全球氣溫不斷上升，危害也會隨之上升。考慮一下危險的熱浪，在過去，這種熱浪每 50 年只在特定地區發生一次。如今，平均每 10 年就會出現一次類似的熱浪。在全球變暖 1.5 攝氏度的情況下，這些熱浪將每 5 年發生一次，而且溫度會明顯升高。在升溫 4 度時，它們幾乎每年都會發生。

或採取海平面上升。在升溫 1.5 度時，預計本世紀海平面將再上升 1 到 2 英尺，許多沿海城市經常被洪水淹沒，而過去一個世紀只會發生一次。但報告稱，如果氣溫持續上升，南極洲和格陵蘭島的巨大冰蓋可能會以不可預測的方式破壞穩定，在最壞的情況下，本世紀海平面可能再上升三英尺。

可能會有更多不可預測的變化。例如，有助於穩定歐洲氣候的大西洋重要海洋環流系統現在開始放緩。儘管該小組以“中等可信度”得出結論，該系統不太可能在本世紀突然崩潰，但它警告說，如果地球繼續升溫，這種“可能性低、影響大”的結果的機率將會上升。

羅格斯大學氣候科學家羅伯特·科普 (Robert Kopp) 說：“這不像我們可以劃出一條明確的界線，如果我們保持在 1.5 度，我們就安全，而在 2 度或 3 度，則遊戲結束。”報告。 “但每增加一點變暖都會增加風險。”

專家估計，世界各國政府目前正在推行的政策將使世界在本世紀末升溫約 3 攝氏度。這加大了各國做出更雄心勃勃的承諾的壓力，超出了他們根據 2015 年在巴黎達成的國際氣候協議所達成的承諾。

如果各國兌現最近的承諾——比如拜登先生 4 月份承諾到 2050 年消除美國的淨碳排放量或中國承諾到 2060 年實現碳中和——那麼接近 2 攝氏度的變暖可能是可能的。其他行動，例如大幅減少農業和石油和天然氣鑽探的甲烷排放量，可能有助於將變暖限制在該水平以下。

“這份報告讓我深感緊迫，”白宮科技政策辦公室副主任簡·盧布琴科說。 “現在是保持 1.5 目標觸手可及的關鍵十年。”

雖然近年來對氣候變化的廣泛科學理解沒有發生巨大變化，但科學家們取得了一些關鍵進展。計算機模型變得更加強大。研究人員收集了大量新數據，部署了衛星和海洋浮標，並通過分析冰芯和泥炭沼澤更清晰地了解地球過去的氣候。

這使科學家們能夠改進他們的預測，並更準確地得出結論，大氣中二氧化碳含量每增加一倍，地球就可能變暖 2.5 至 4 攝氏度。

新報告還更詳細地探討了全球變暖將如何影響世界特定地區。例如，雖然迄今為止南美洲只有一個角落出現了可能損害農業的干旱，但如果全球平均氣溫升高 2 攝氏度，這種破壞性乾旱預計將在整個非洲大陸變得更加普遍。

巴黎薩克雷大學氣候科學家、報告編寫小組的聯合主席瓦萊麗·馬森-德爾莫特 (Valérie Masson-Delmotte) 表示，對區域影響的關注是這份報告最重要的新方面之一。 “我們表明，氣候變化已經以多種方式在每個地區產生影響，”她說。

過去的氣候報告主要關注大規模的全球變化，這使得國家和企業難以採取具體措施來保護人員和財產。為了幫助制定這樣的計劃，該小組週一發布了一個交互式地圖集，展示了隨著全球氣溫上升，不同國家將如何變化。

“為社會、決策者和領導人提供每個地區的準確信息非常重要，”馬森-德爾莫特博士說。

這份新報告是 1988 年創建的政府間氣候變化專門委員會第六次主要氣候科學評估的一部分。第二份報告將於 2022 年發布，將詳細說明氣候變化可能如何影響人類社會的各個方面，例如沿海城市、農場或醫療保健系統。同樣預計在明年發布的第三份報告將探討更全面的戰略，以減少溫室氣體排放和阻止全球變暖。

⋯⋯⋯⋯

聯合國「政府間氣候變遷問題小組」(IPCC)今天(9日)發布2013年以來最重大的IPCC第六次氣候科學評估報告（AR6）。報告明確警告，人類使用化石燃料造成的嚴重氣候變遷效應，地球平均溫度的上升幅度，將在本世紀跨越巴黎氣候協定設下的攝氏1.5度門檻，或甚至超過攝氏2度。部分摘要如下：

1. 2011~2020年全球地表溫度相較工業化前水平（1850~1900年）增加約 1.1 °C。目前的大氣中二氧化碳濃度，至少是 200 萬年來最高（410 ppm）。

2. 自從上一份2014年評估報告（AR5）以來，全球地表溫度強烈地變暖。過去五年（2016~2020 年）是自 1850 年有紀錄以來最熱的年份。

3. 海平面上升和冰層流失的速度加快。目前海平面以近3000年來最快的速度上升中，相較於1901~1971 年，目前海平面上升速度增加 2 倍。

4. 極圈冰層流失更快，若以2010~2019 年期間與 1992~1999 年期間相比，格陵蘭冰蓋的平均流失速度增加 6倍、南極冰蓋的平均流失速度則增加 3 倍。

5. 更多科學證據歸因溫室氣體排放和極端氣候的關聯性，特別是極端降雨、乾旱、熱帶氣旋和複合極端事件（乾燥／炎熱天氣與野火事件）等。

IPCC報告撰寫人之一的 Helene Hewitt表示，「先前報告中，對北極海冰融解的趨勢略有低估，現在我們綜合多方面的證據顯示，在所有情形下，我們可能在2050年之前，就會首度看到北極幾乎沒有海冰的景象。」

https://www.ipcc.ch/assessment-report/ar6/

https://www.nytimes.com/2021/08/09/climate/climate-change-report-ipcc-un.html?referringSource=articleShare