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歐盟的減碳堅持 油氣產業試圖遊說扭轉 綠色氫能競賽 奔向漂移的終點線

2021-03-31
作者: 托馬斯

▲德國經濟部長阿特麥爾去年中表示,德國目標在綠色氫能技術成為世界第一。(圖/達志)

在英國北部城市謝菲爾德(Sheffield)附近,M1高速公路旁,一家只有220多名員工、鮮為人知的氫能公司,再次吸引了國際社會的注目。ITM Power新建的工廠面積有兩個足球場大,生產的是電解槽設備,可從水中提取氫能。過去20年來,這家公司在清潔能源產業揚名立萬,吸引了德國、日本等政府注意。

荷蘭皇家殼牌是ITM的早鳥客戶,此後ITM也與其他工業集團建立合夥關係,例如義大利的Snam及林德集團,這兩家集團都持有ITM少數股權。隨著全球對解決汙染能源的重視,ITM近1年市值飆升;2019年它在倫敦交易市場的股價還在低檔盤旋,如今市值已漲逾2000倍,升至26億歐元。

再生能源製造綠氫 技術剛起步

幾10年來,氫能一直被譽為取代化石燃料的潛在替代品─通用汽車就在上世紀1960年代製造了第一輛氫能汽車。然而,高昂的成本與複雜的製程,阻礙了氫能的發展。然而,2015年《巴黎氣候協議》簽署以來,「低碳氫能」重新排上議程,設定淨零汙染目標的政府,此刻莫不在尋找削減高汙染產業的排放。

產業遊說團體氫能委員會(Hydrogen Council)指出,去年歐盟和其他15國公布了氫能計畫,進行大幅補貼以降低生產成本,預計未來10年全球公私部門將投資至少3000億美元。部分人士預計,這些計畫若能有效執行,氫能可滿足全球近1/5的能源需求。

然而,投資者押寶的仍是一種處於起步階段的技術。根據國際能源總署的數據,目前絕大多數氫能都是從天然氣和煤炭等化石燃料中產生的,產製過程排放量相當於印尼和英國的排放量總和─每年大約有8.3億噸二氧化碳。用再生能源製造「綠氫」,是業界最大的希望,但它目前僅占全球氫能供應的1%左右。

「綠氫」的生產能否達到商業上可行價格,目前還存有疑問。不過,能源諮詢公司Wood Mackenzie的加拉格爾(Ben Gallagher)表示,「這完全取決於政府政策與企業界的積極程度;但少了低碳氫能,就無法達到《巴黎氣候協議》中設定的限制全球氣溫上升的目標。」

加拉格爾說,「過去1年,所有能源領域的機構與企業,幾乎都宣布了對低碳氫能的承諾,大量資金刻正轉到低碳氫能上。」他估計,隨著全球政府承諾約1500億美元的補貼,氫能開發的成本將一如風能與太陽能,會隨著時間而下降,這種轉變會使氫能更具競爭力。

不過,這場氫能革命最大的推手還是大型油氣公司,它們圖的是,使用更多的天然氣提取氫氣,有助於確保它們的長期未來。ITM工廠正在生產的1台機組是殼牌公司德國波昂萊茵蘭煉油廠訂製。這家油氣巨頭正在那裡安裝世界上最大的氫能電解槽,完工後每年可生產約1300噸氫能,具備除去傳統燃料中的硫磺雜質等功能。

對殼牌來說,擴大綠氫生產規模有雙重好處,取代其煉油廠原有化石燃料生產的氫能,並在核心石油業務的長期前景不太確定的情況下創造新的市場。殼牌氫能副總裁柏格斯(Paul Bogers)表示,「殼牌對氫作為一種能量載體充滿期待,它能夠到達能源系統中那些很難直接通電的部分。」

綠色氫能煉鋼 成本大增也要做

柏格斯說,「氫能占全球能源總量10%以上的日子很快就會到來。德國萊茵蘭的設廠說明了氫能的潛力,該工廠已經使用氫能,但通過創建一個更清潔的版本─電解槽的動力來自海上風電場,殼牌希望不僅能取代現有的能源來源,並與當地公共運輸公司和其他應用結合,試行供應。」殼牌公司相信氫能會成為一個「整合性」事業,類似於其現有的石油和液化天然氣事業。

除了石油巨擘,大型鋼鐵公司也致力於減少碳排放。鋼鐵是現代生活的基石,從電動車到建築基礎設施都少不了它,但它也是世上最汙染的產業之一。據世界鋼鐵協會估計,全球化石燃料直接排放的7~9%來自鋼鐵。

在瑞典沿海城市盧萊亞(Lulea),瑞典礦業公司LKAB、鋼鐵生產商SSAB和電力公司Vattenfall─正在推動無石化氫能鋼鐵專案以扭轉這種局面,而此一計畫的核心就是綠色氫能。

鋼鐵製造須使用攝氏一千二百度的高溫爐提煉含鐵礦石,燃料為富含碳的煤焦炭,而去除氧分子不可避免的副產品是二氧化碳。以天然氣取代焦炭是可行的─價格若是低廉且隨時可用的話,它生產的是直接減鐵(DRI)的固體中間產品,可以直接輸送到爐中生產鋼材。

氫能冶鐵煉鋼專案的合作夥伴計畫更進一步,年內將試用綠氫來生產DRI。氫能將來自Vattenfall水力發電的電解槽設施;倘若成功,他們將建造一座年產能一一○萬噸的示範工廠,為2026年生產無化石燃料煉鋼鋪路。SSAB技術長佩馬丁(Martin Pei)表示,「我們希望向全球鋼鐵產業展示這項技術不僅在實驗室或試點工廠有效,而且在商業規模上有效。」

然而,綠氫在煉鋼上要能被普遍採用,還有從可再生能源價格到鐵礦石供應等環節面臨挑戰。SSAB估計,用新方法生產,一開始每噸會貴上20~30%。因為除了必須採用高品質礦石─鐵含量為67%外,再生能源的降價速度也要夠快,才足以為電解槽供電。Vattenfall戰略負責人雷格尼爾(Andreas Regnell)說,這不是新趨勢能否成功問題,而是何時成功的問題。他說,「4年前,當我們宣布這個計畫時,人說我們瘋了、太貴了;但是,對可能發生的事情,如今看法已經改變。」

反對者質疑:氫能是產業炒作

然而,懷疑者大有人在。部分人士認為,能源商推動更多使用氫能,居心是要延長現有天然氣資產的使用壽命。非營利環保組織歐洲企業觀察站(Corporate Europe Observatory)直指,氫能熱是產業「炒作」。他們說,這是實力雄厚的化石燃料公司自我牟利,並透露包括英國石油、道達爾和殼牌等企業每年共花費近6000萬歐元遊說,試圖影響歐盟決策。

歐洲企業觀察站研究員薩比多(Pascoe Sabido)說,「氫能已經成為遊說優先目標,在去年的第一波冠狀病毒封鎖浪潮中,這些公司提高遊說力度,每週與一些處理氫能問題、氣候和能源的歐盟高級專員舉行兩次會議。」

不過,氫能歐洲(Hydrogen Europe)則說,歐洲企業觀察站的數字是誤導,因為他們「在布魯塞爾還有其他利益集團」,而不僅僅是遊說綠色氫能。

歐盟執行委員會的戰略是,在無排放的情況下,支援綠色或「可再生氫能」,但歐洲企業觀察站指出,天然氣產業的「協調性遊說」,確保了至少在未來幾10年內,歐洲的氫能推動將更多的是由化石燃料供電,而不是可再生能源供電。

▲殼牌公司擴大綠色氫能生產有雙重好處,一是取代原有化石燃料生產的氫能, 二是降低核心石油業務長期前景不確定性。(圖/達志)

氫能經濟優劣 未來10年見真章

另一些人則認為,通過電解生產綠色氫能是一種極其低效的可再生電力利用,過程中失去的能量─打破氫鍵之間的化學聯繫,就會達到3成,而根據當時的部署效率又進一步下降。智囊團歐洲政策中心高級顧問韓寧森(Jorgen Heningsen)表示,「大多數提取綠色氫能的方法,都會損耗大約一半的綠色能源。綠色電力是一種商品,未來多年歐盟內將供不應求⋯因此,從氣候政策的角度來看,為生產氫能而浪費一半的綠色電力是沒有意義的。」

業界部分人士說這些批評不公平,是源於對油氣公司本能的不信任,歐盟碳排放成本的上升,有可能將資源轉移到加速再生能源製造的綠色氫能上。歐洲「氫能委員會」的成員包括英國石油公司等石油公司、寶馬集團等汽車製造商,以及3M等製造商。他們都相信到本世紀末,綠色氫能會與可再生能源資源豐富的地區化石燃料生產的價格齊頭。

然而,氫能的未來雖不確定,但加拉格爾還是形容氫能勢頭「難以置信」。他說,「到2030年,任何有關氫能經濟未來的假設都可能是正確的─最終,這將歸結到決策者和商界領袖的決定上。氫能被認為是解決一個極其複雜問題的一種非常簡單的方法。但僅僅因為它簡單,並不意味著它是錯誤的答案;目前,這是我們最好的答案。」

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