發現有許多的朋友都在問類似的問題，因此，我們稍稍花了點時間搜集、整理、分析了最新的相關資訊，謹提供大家在討論相關議題時作為背景資料參考之用。

2021年主流的國產高效能單晶太陽能光電板已經可以作到單片375W-400W功率（尺寸約為197.9CM x 100.2CM），甚至更高功率規格的光電板型號台灣市面上也有流通販售。

在2019年的時候，市場主流的高效能單晶光電板一片的功率大約在300W-335W（尺寸約為169.6CM x 102.2CM）。

更早之前的所謂高效能單晶太陽能光電板，單片功率大約在250W左右。因此很長一段時間，大家普遍都採用每兩坪面積可以安裝1KW光電板的公式來估算太陽能光電案場，也就是說，每兩坪面積可以安裝四片功率250W的光電板(164CM x 99.2CM)。

從上述的實際演進歷程來看，採用同樣兩坪的安裝面積為基準來做換算比較（約為2 x 182CM x 182CM），短短五、六年間，每兩坪單位面積的太陽能光電板的發電效率就從250W規格的每小時滿發為1 KWh電力，進步到2019年時335W規格的1.280KWh，再進步到今年400W規格的1.336Kwh電力。

短短幾年間同樣安裝面積的光電板發電效率提升了約33.6%之多。換句話說，如果要達到特定的發電量，太陽能光電所需的安裝面積，短短幾年間就可以減少大約三分之一。

太陽能光電板發電效能提升的趨勢，目前依然會持續下去。

目前，我們每多發出一度的再生能源綠電，就可以幫助台灣以及我們的地球多減少約0.509公斤的二氧化碳排放量，對於解決全球暖化和氣候變遷的問題，發揮直接的正面效應。 ❤

提供這樣的基本事實給朋友們作參考。

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【專文簡介製氫背後的種種】
#認識氫氣碳足跡 #德國氫能大躍進
前文( https://reurl.cc/8GVdqo )提到，氫氣和電力得從初級能源轉化、不會憑空誕生。那氫氣又是如何製造呢？

▋主流製氫法
全世界超過95%產量的氫氣源自天然氣和天然氣處理廠，亦即利用水蒸汽-甲烷重組反應(steam methane reforming process, SMR )和水氣轉化反應(Water-gas shift reaction, WGSR)量產氫氣。處理廠包括以下四個主要系統:除硫、重組、高溫轉化、變壓吸附，個別功能簡介如下：

1⃣除硫: 透過觸媒去除天然氣中的硫化物。進入重組系統前，一部份天然氣會和來自變壓吸附系統的不純物一起燃燒以產生反應所需的熱能。
2⃣重組: 除硫後的天然氣和高溫蒸氣混合、透過鎳基觸媒(和水蒸汽-甲烷重組反應)生成氫氣。反應完的熱氣在離開重組器後會稍作冷卻，與此同時會產生蒸氣。
3⃣高溫轉化: 添加額外的高溫蒸氣，和熱氣進行水氣轉化反應，將一氧化碳轉化成二氧化碳以達到完全反應。
4⃣變壓吸附:　透過加壓方式純化氫氣，不純物會被吸附留在系統內。當不純物濃度飽和時，系統壓力會降低以移除不純物，後者回送到除硫系統成為燃料以提供熱能。

環環相扣的系統設計是為了最大化天然氣利用率和熱循環效率。理論上，系統能整合碳捕捉技術，相關方法仍處於學術研究階段。

▋氫氣的碳足跡
水蒸汽-甲烷重組反應和水氣轉化反應的反應式如下：

水蒸汽-甲烷重組反應：CH4 + H2O ⇌ CO + 3 H2
水氣轉化反應：CO + H2O ⇌ CO2 + H2
兩式相加可得：CH4 + 2 H2O ⇌ CO2 + 4H2

換言之，每製造四單位的氫氣會伴隨著一單位的二氧化碳，這就是氫氣的 #原生碳足跡。若以純甲烷製造的100萬標準立方英尺(standard cubic feet (SCF))氫氣當作一單位，則原生副產物是0.25單位的二氧化碳，合12.98公噸。

而Praxair公司對各 #系統碳足跡 計算得出的理論最小值如下：
重組器和重組反應所需能量：3.7公噸
製造高溫蒸氣所需能量：2.5公噸
變壓吸附時的分離、純化和壓縮製程：0.1公噸

四者合計19.3公噸，但基於熱損耗和效率問題，實際數字約略是21.9公噸，此為總碳足跡。換算後可得以下結論： #製造一公斤氫氣同時會製造9公斤二氧化碳。

然而，這尚未計算壓縮、運輸、燃料電池製造的碳足跡；亦即送到製造商或終端使用者手上時，總碳足跡還會增加。源自化石燃料、製程又依賴化石燃料產生的電和熱，這就是天然氣製氫的原罪，也是氫氣的骯髒小祕密。

▋碳足跡表示法

為了能在同一基準上比較，網路上有各種當量表示法，以下列出兩個。

1⃣每度電的二氧化碳當量

另一方面，標準狀態下的氫氧反應：H2 + 1/2 O2 ⇌ H2O ΔH0＝-286kJ/mol

換算下來一公斤氫氣能產生143百萬焦耳，合39.7 kWh。
但這只是理論值，考量能源損失和科技極限，目前所能利用的數字約略是33.33 kWh，換言之，1公斤氫氣 = 9.28公斤二氧化碳 = 33.33 kWh. 可推得 1 kWh = 278克二氧化碳 (單位: gram CO2eg/kWh)

這也是理論值換算。若透過燃料電池轉換為電力，還得加上製造燃料電池的碳足跡。過去研究也曾預估氫氣生電的碳足跡會介於燃氣和燃煤之間。

2⃣每百萬焦耳的二氧化碳當量

若依百萬焦耳的二氧化碳當量(gram CO2eq/MJ)來看，33.33 kWh = 119.988 MJ. 可推得 1MJ = 77.34 克二氧化碳

依據當量高低，我們可以替氫氣上色：

FCH JU機構認為：

🔲若小於91克，但高於36.4克，那麼有無再生能源參與製造都將被歸類為灰色氫氣。天然氣製氫歸類於此。
🟦若小於36.4克，非再生能源參與製造的部分為藍色氫氣
🟩而再生能源參與製造的部分為綠色氫氣。若製氫能量100%來自於再生能源且二氧化碳當量小於36.4克，就能算是100%純綠氫。

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▋德國的大躍進

德國聯邦政府在上週(6/10)敲定其國家氫能戰略，目標是在2030年時有5GW綠色氫氣(以下簡稱綠氫)產能(折合14TWh的氫氣產量)*、2040年達10GW。政府預計在一項1300億歐元的經濟刺激方案當中撥款70億歐元於新產業和相關研究。這是德國首次針對氫氣產量訂下具體目標，以期此次大躍進(quantum leap)讓德國在氫能科技領域成為世界領導者。舉國從政府當局到公民團體都樂觀其成。德國也預告輪值歐盟理事會主席後的首要任務之一是創造橫跨歐洲的氫氣基礎設施。(聽起來真的很大躍進)

要達到5GW綠氫產能約需20TWh的再生能源電力。氫能戰略伴隨一系列措施以替再生能源提供更良好的環境、並提供更誘人的條件以吸引離岸風電建設，預計離岸風電農場的電力能應付綠氫製造的大部分需求。

除打點相關基礎建設，德國政府也提供金融補貼牛肉給大型貨物運輸、鋼鐵業、化工業和航空業以誘使業者投資相關製程；針對鋼鐵和化工業業者訂定碳差價合約(Carbon Contracts for Difference(CfD))，並檢驗航空業的能源消耗在2030年前是否能達到20%再生能源的使用目標。

然而，該製造多少綠氫仍相當爭議。德國目前有99%氫氣產量來自化石燃料(即灰色氫氣,以下簡稱灰氫)，且政府部門間的冗長協商突顯了淘汰化石燃料的困難。煉油和天然氣業者則認為在能源轉型的初期階段，灰氫不該缺席。德國綠黨名譽主席Oliver Krischer則表示將氫氣應用於汽車產業(諸如充氫站)單純在浪費公帑。

部分人士也提及，德國2030年將安裝最高5GW綠氫電解槽，這一計劃將拉動電解槽工業實現快速發展，與當前的安裝量相比，10年間這一規模將增長200倍。到2040年，德國電解槽部署規模有望達到10GW，若“歐洲2x40GW綠氫計劃”順利實施，則德國2040年電解槽規模將佔歐洲部署總量的25%。但德國境內的再生能源發電能力有限，氫氣產能不足。即便考慮2040年新增10GW電解槽，綠氫產能也僅28TWh，仍低於2030年新增氫氣需求。戰略明確提出要加強國際合作，在之前針對氫能推出的90億歐元投資計劃中，其中20億歐元將在摩洛哥等合作夥伴國家建立大型的製氫廠。

E3G氣候智庫的研究者，Felix Heilmann，表示：「德國的氫能戰略向世人宣示這個世界最大的天然氣消費國正準備替"不用天然氣"的未來做準備"，畢竟歐盟策略中2050得達成零碳排，使用氫氣替代供暖或交通燃料都是必需之路。

▋結論
根據2017年的國家發展委員會報告，高雄地區的石化、重工、鋼鐵業總年產量合計12萬公噸。如此產量也勉強供三大產業使用，目前沒有剩餘氫氣發展氫經濟。

這邊小編以核一兩部機組機稍微計算了一下：

核一兩部機組(裝置容量604 MW x2 )，容量因子85%，則一年可發出 (604 x 2 x 0.85) x (365x24) = 8,994,768 MWh. 全數用於電解水可得 8,994,768/55 = 163,541.2 公噸氫氣。

這是三大產業總產量的1.36倍。也就是說，核一延役的話就有充足的餘裕發展氫經濟了呢。結合氫燃料電池，也能同步改善交通空氣汙染ㄟ。

話說回來，可以預期將來賣氫氣的利潤會比賣電更高。還非得是低碳足跡的氫氣不可。碳足跡過高的氫氣不僅直接淘汰，也連帶地使使用這類氫氣製造的產品喪失競爭力。這對不產天然氣的我國而言，如何取得大量、便宜、穩定的低碳能源以降低製氫成本，確保產品和服務有國際競爭力，將會是執政者的挑戰。

至於德國，祝他們幸福，短時間內來看，投資1MW的製氫廠與管線就耗費30億台幣，若要擴展到5GW(5000倍)，真的所費不貲

▋參考資料與計算(見留言處)
https://reurl.cc/O1odyr

#電動車是替代性能源車輛而非環保能源車
#電動車是否環保取決於一個國家的發電體系是否健全
#但是台灣最主力的發電方式卻最排污最重的火力發電
#而且你知道充飽一顆電動車要消秏多少度電嗎
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教士今天和大家聊一下近期吵很凶的電動車議題。
我們的政腐現在把空污通通丟給燃油車，然後把頭插進地上當一隻鴕鳥只用屁股對著大家說：電動車最環保。
那電動車真的很環保嗎?
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現在台灣人開始注意到電動車，反正就覺得電動車要嘛就是在家插插頭，或是和gogoro一樣換個電池。
#可是有人去思考過充飽一顆電池要消秏多少電嗎?
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如果要用單位去講，目前我們對電的用量單位大概就是「度」，而1度電=1kWh=每1000W使用一小時的能量。
舉個例，目前特斯拉全新的P100D，它的電池容量是100kWh
#也就是說不計算充電轉換消秏的能量充飽一顆電池是100度電
而特斯拉的官方數據是說一顆電池最多可以跑557公里，也就是說平均1度電能跑5.57公里的概念。
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而台灣人平均每年每人用量電，以小家庭來講每個月平均夏季141度、冬季114度，就算是最扯的一個月平均也才300度。而充飽一顆P100D電池的電池的用電量就是一個人平均每個月的用電量，而你一個月會只跑557公里嗎?
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台灣汽車總量大約7,980,568台，而假設平均每個人一個月開車只開300公里，那一個人平均下來每個月就增加了約54度的用電量(大約是正常很省電家庭一個月用量的1/3)，我們抓50度就好。798萬台汽車通通變成電動車，一個月平均增加的秏電量就增加了3.99億度的電。
#而且這些都還是沒有把充電的消秏損失與轉換率算進去的計算方式
#而且教士一年平均開的里程是1萬5千公里
#也就是每個月1250公里
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所以為什麼會有很多人說電動車環保呢?
第一： #那些人看不到火力發電的污染，而且只會拿一些很廢戰力極弱的"別的產業也會用電啊"的藉口來當口嘴的東西。
第二： #現在台灣的電動車數量還沒多到會影響主要電力供應，所以那些人就覺得電動車對生活用電無害。
第三： #因為那些人根本不知道充飽一顆電池要消秏多少電，所以就覺得電動車好環保。
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我們不把電動車的生產過程那些有的沒有的污染算進去，單純就秏電量來說， #充飽一顆特斯拉的電池就等於一個人每個月平均用電量。 那你說電動車好環保嗎? 笑一笑。
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緊接著，大家一定會想問，那gogoro呢?
一顆gogoro電池是30.3Ah，轉換成度大約就是1.37kWh，而一台gogoro要吃2顆電池，也就是說它是背著2.74kWh在跑。而它的平均里程大約能跑100公里，也就是說1度電大約可以跑36公里。
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假設平均起來台灣人每個月只騎200公里的話，一個月大約增加5.5度的用電量，聽起來很省對吧?
#可是民國107年5月統計的機車掛牌量是1378萬台
#所以如果全部的二輪都變成電動車那一個月會增加7579萬度電的需求
#你覺得台灣的發電系統撐的下去嗎
#要不要再多蓋幾座火力發電廠來救空污和用電吃緊的問題呢
#而且以上的消秏量都是完全沒有把充電時的秏損與轉換率給算進去唷
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當然，電車環保人士一定會想戰說電車的能量浪費比例比油車要好，那教士再和大家聊一下1度電與1公升汽油所產生的能量差異吧。
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因為我們很難用"出力"去定義強與弱，所以就最直接的以能量產生的『粗熱值gross heating value』去做一個量化的比較。
1度電產生的能量大約是3.6MJ，轉換成KJ(千焦耳)是3600KJ。
1公升汽油產生的能量是43070KJ/千克，而汽油密度約 0.75g/ml，所以把千克換算下來一公升汽油大約能產生32302KJ。
有些電車車主會說油車能量轉換效率差，大約只有20~25%的轉換效率，而電車有60%。
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白痴一點直接拿KJ去算，1公升汽油產生32302KJ*20%=6460KJ的能量，而1度電產生的3600KJ*60%=2160KJ。
#不管怎麼算都是汽油提供的能量大於電能啊
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補充一下，有人會嘴說電動車產生的動能較低但卻能有更高的里程，事實上並非如此。
#教士一開始沒講的就是電動車供電充電時的電能秏損
#你真的以為充飽1度電就只要1度嗎
簡單的說，一度電是1kWh=1000W/小時，在直流系統中，瓦w=VA，也就是1000vAh。
教士舉一般的48V/20Ah=960vAh的電瓶來當例子，充飽一顆960vAh的電瓶，換算的公式就是：
容量 ÷ 1000 ÷ 轉換秏損 = 消秏度數(kWh)
而重點就在於那個轉換秏損，很多人都拿油車的概念在當電動車，都以為電動車容量多少就是用多少電， #但實際上充飽你電瓶的秏電量絕對大於你的電瓶容量。
這也是油車絕對不會發生的 #補充能量過程秏損
實際上電能秏損一直都存在，只是被那些假環保人士視而不見。 #你加油50公升就是50公升進油箱，最多誤差幾mml。 #但要充飽一顆電瓶所需要的能量絕對大於一顆電瓶本身的容量。
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假設我們先不例入所謂的線材秏損、設備轉換或電阻三小有的沒有的，單純以80%的轉換效率來說。充飽一顆 48V/20Ah電瓶所需要消秏的電力就是 960 ÷ 1000 ÷ 0.8 = 1.2度。
#上面故意不提這個讓很多理盲的電動車嘴臉以為充1度電就是秏1度電
#實際上充飽一度電消秏的電力絕對大過一度電
一些電動車主喜歡說電能轉換動能有60%的功率，而汽油轉換只有20~25%，但你們這些人有把儲存秏損、轉換秏損、傳輸秏損以及自放電秏損這些算進去呢?
#沒有嘛
#而且我還沒有把gogoro換電站的電能消秏算進去哦
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所以最後要說
油車電車沒啥必要要戰，但請電車車主不要太過自我感覺良好覺得自己是環保小尖兵，除非今天台灣的供電都是以核能或綠能為主，不然你真的離環保還有好大一段路啊。
不過當然，台灣電價便宜，一度電最高最高也才6.41塊，你充飽一次100度的電瓶也才641塊錢，當然無感。
但對台灣的供電網路呢?當你們沾沾自喜的在說自己的排碳量低於油車時可曾想過台灣這個地方的供電網路承受的了你們嗎
#以上電動車行駛里程與充電秏能都是極度美化的數字真實世界不可能的因為我連爬坡負重都沒列入