氫能三兄弟比一比！碳排、成本、技術如何兼顧？

全球積極發展氫能，氫雖然無色無味，不過，按照製程、減碳效益不同，氫能還被分為灰氫、藍氫、綠氫等3大類，最大宗的是灰氫，占比高達6成。

氫，在化學元素周期表中位於第一位，它是所有原子中最細小的，通常以「氫氣」形態存在，是一種無色無味的氣體。常溫下，氫比較不活潑，但在高溫下，氫則會變得非常活潑，除了稀有氣體元素之外，幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。

氫能目前被分為灰氫、藍氫、綠氫。灰氫主要是以天然氣為主要原料，透過高溫重組的方式產生氫氣，製造過程中產生的二氧化碳，不捕捉、就直接排放到大氣之中，因此被稱作灰氫。世界上目前使用的氫氣，大多都是灰氫，占全球氫氣產量約60%左右。

藍氫的製造方式與灰氫相同，同樣是使用化石原料製氫，但製造過程中產生的二氧化碳，會被捕捉下來，亦或者封存、再利用，讓二氧化碳不致散逸至大氣中。

而綠氫生產技術則主要來自「水電解技術」，即透過再生能源電力，藉由電的化學反應，將水分解成氫氣及氧氣。由於是使用綠電進行電解，而且副產物無碳排，因此被稱作為綠氫。

雖然水電解技術看起來更能保護環境，但是，高效率、低成本的水電解技術目前仍在發展中。

目前的水電解技術，主要是以鹼性水電解（AE）、質子交換膜電解（PEM）為主，市場上另外還有兩種新型態的水電解技術廣受關注，分別是固體氧化物電解技術（SOEC）、鹼性膜電解技術（AEM）。

工研院指出，鹼性膜電解技術有望結合鹼性水電解、質子交換膜電解二者的優點，占地面積少，且能降低貴金屬用量，近年獲得研究領域關注；固態氧化物電解技術可在高溫條件下運行，具工業餘熱應用利基，可提高整體系統效率。這兩種技術在市場上雖然都有討論聲量，但現在僅在小規模商業化發展階段。

各類氫能不同，生產成本也不同。根據IEA（國際能源總署）2023年估算，2021年灰氫生產價格約為每公斤1-3美元，藍氫生產成本約為每公斤1.5-3.2美元，以低碳電力所產生的綠氫價格則為每公斤3.1-9美元。

從生產成本看得出來，帶有二氧化碳排放的灰氫製造成本最低，藍氫成本稍高，而綠氫因採用低碳電力，生產成本最高，幾乎是灰氫、藍氫生產成本的2至3倍。

藍氫、灰氫目前成本較低，但都受天然氣、碳費價格影響，相關原物料有時也因地緣政治波動幅度較大，因此部分歐洲國家為能源穩定與安全，已積極發展綠氫。