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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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好書推薦《#以少創多》人類終於學會用更少資源創造更多繁榮
我們總認為，隨著經濟成長和科技進步，人類會消耗越來越多的資源，總有一天地球上的所有資源會被消耗殆盡。然而，事實可能正好相反，人類已經在工業時代之後重新「已知用火」，找到了用更少資源創造更多產出的方法。
部落格圖文 https://readingoutpost.com/more-from-less/
Podcast 用聽的 https://readingoutpost.soci.vip/
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【這本書在說什麼？】
《以少創多》的作者是麻省理工學院數位經濟研究中心共同主任安德魯‧麥克費（Andrew McAfee），我很喜歡他的前一本著作《機器，平台，群眾》書中對於數位科技將如何改變人類未來命運的精采論述。

在新的這本書中，他談到自從工業革命之後，人類習慣向地球「榨取更多的資源」來達到更高產出。這種陋習和傳統的思維，仍然縈繞著大眾的思緒。但是他觀察到了一個現象，顯示人類已經掌握了新的方法，開始學會「用更少資源創造更多產出」。

他也提出與人類處境、大自然狀態，以及這兩者之間的大量證據，並且將所有的科學事實，彙整成這一套理論。在這套理論的背後的事實，是美國人口與經濟成長的同時，使用的大自然資源開始逐年減少、空氣與水污染逐漸降低。

科學證據也顯示，我們在關心的事物「絕大多數」變得越來越好。當然，不是「所有」事物都變得越來越好，而這本書，就是試著指出哪些事情已經朝正確的方向持續發展中，又有哪些問題仍滯足不前、甚至退步，需要我們多一分的關注。
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【樂觀四騎士在全世界馳騁】
為什麼人類開始懂得「用更少資源創造更多產出」？在經濟成長的同時，消耗更少的資源、降低對環境的污染？原因在於自工業時代之後，有四種關鍵因素同時存在，且彼此互相影響，作者稱它們是「樂觀四騎士」。

1. 資本主義：為了降低成本、追求利潤最大化，促使企業用更少的資源達成產出，並且尋找更多新的能源與研發替代方案。
2. 科技進步：促進企業對資源使用的效率，追求「去物質化」的手段，對資源採取減量、替代、優化、蒸發的方式處理。
3. 公眾意識：因為公民們意識到經濟和人口的成長，對環境帶來的負面影響，會想要採取對地球更好的措施。
4. 回應民意的政府：政府看到人們關注環境汙染，因而回應民意，制定有效的法規來限制和減少汙染。

資本主義促進競爭，鼓勵企業尋找用更少資源產出的方法，科技進步加速了這個進程。尋找到優良方法的企業，將獲得巨大報酬，因此這本身就是個正向循環。公眾意識和回應民意的政府，則透過民意和法規，限制與減少企業因為使用資源而造成的汙染。

作者鼓勵人們應該把這些進步「紀錄」下來，因為這會告訴我們非常重要的一件事：我們正在做的事情是有成效的。這本書也傳達一個觀念：「我們不需要把經濟和社會方向盤猛烈的轉往不同方向，我們只需要踩著油門，讓樂觀四騎士在全世界奔馳。」
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【「去物質化」是什麼？】
讀這本書的時候，不斷看到「去物質化」（dematerialization）這個術語，它貫串全書，也是最令我最有啟發的關鍵字。在資本主義市場的運作之下，渴望賺錢的公司往往會尋求使用更少的資源。這股渴望，會讓它們採取更進步的技術，邁向以少創多的局面。

作者稱這個現象叫做「去物質化」，常見的有四種途徑：減量、替代、優化、蒸發。

1. 減量：使用更少的鋁來製作鋁罐、使用更少的農地、水、肥料達到相同糧食產出。用更少資源創造相同產出。
2. 替代：新的頁岩壓裂法降低天然氣成本，正在替代原本盛行的煤炭發電。提供核能運轉的鈾燃料是下一個機會。
3. 優化：隨著數位感測器和排程軟體的出現，鐵路車廂的利用率、航空客機的載客率都有非常大幅的提升。
4. 蒸發：物質被取代消失。一隻iPhone就取代了電話、攝影機、錄音機…等無數的裝置，堪稱去物質化的冠軍。

去物質化讓我感到啟發的點，在於輕量化、整合型的技術、數位化的科技，的確讓我們逐漸擺脫對「物質」的依賴度，轉而追求其他不需要消耗大量物質的事物。在未來的世界，「有形」的產品會越來越昂貴、稀少，但「無形」的產品反而會提供越來越多的價值。
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【樂觀四騎士帶來了哪些改變？】
第一，它們讓人類和大自然的相處方式明顯進步。資本主義和技術進步加快了「去物質化」的腳步，法規約束了汙染的排放，全球的貧窮、糧食、公衛、教育、壽命都持續邁向正面的發展。仍要注意的是二氧化碳的排放，這部分目前尚無全球共識的規則，是非常迫切的問題之一。

第二，它們使經濟活動更加集中化：越來越多的產出來自越來越少數的國家、農場、與工廠，越來越多的報酬流向越來越少數的公司和個人。科技的進步讓利用資源的運用方式更具效率，但也造成更多贏家通吃的局面。

第三，它們導致人際關係越來越脫節，社會資本降低。四騎士推動世界繁榮的同時，加上集中化的推波助瀾「不均」的財富分配，許多人感覺有一種被四騎士拋下的「不公平」感受。

與大自然的進步是好消息，集中化則是好壞參半，脫節則是令人擔憂的趨勢。

書中對於集中化和脫節的解決方案，並無著墨太多。因此，我推薦有興趣的讀者可以讀《民主式經濟的誕生》這本書，書中提倡企業應該盡可能避免「榨取式經濟」的模式，轉往「民主式經濟」讓個人和企業共同繁榮，藉此解決不均和不公的問題。
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【我們還需要注意什麼？】
作者認為普通的公民，並不用擔心「資本主義」和「技術進步」這兩個騎士，因為根本不需要別人插手，它們自己會找到最棒的「去物質化」方法，降低資源的使用，達到更多的產出。

我們可以關注和影響的領域，就是提高自己對證據和事實的認識，避免被黨派和意識團體的錯誤資訊操弄。用自己手上的選票，去支持在做正確事情的候選人，提高「公眾意識」和鼓勵「回應民意的政府」這兩個騎士。

例如，責罵企業的不當行為會讓責罵者感覺自己很有道德，實際上很少達到什麼效果。更好的方法是投票給認真看待對抗污染和保護瀕臨危機物種的候選人。作者舉出值得每個公民關注和支持的七個議題：

1. 減少污染：汙染不是資本主義關心的成本，但它需要被政府限制、規範，留意那些試圖「放寬」任何規範的候選人和遊說團體。
2. 減少溫室效應氣體的排放量：溫室效應氣體持續對地球環境造成傷害，但它在全球還沒受到有效的管制。支持那些對這個議題有正確洞見的候選人。
3. 提倡核能：科學證據顯示，核能仍是唯一不會排放溫室效應氣體、可以擴大規模、安全、可靠的動力來源。民意反對和建造成本是巨大的障礙。
4. 保護物種與生態環境：資本主義本身對於稀有的動物最感興趣，因為他們能賣最多錢。我們要持續支持那些保護土地、限制獵捕的政府法規。
5. 提倡基因改造生物：廣泛的科學和醫學證據已經證實它是安全的，有助於提高收成、減少農藥、改善營養。最大的障礙仍是牢不可破的民意反對。
6. 資助基礎研究：民營企業不容易砸大錢在研發上面，政府的政策與計畫扮演重要腳色，我們應該支持那些提倡基礎研究的候選人。
7. 提倡市場、競爭與創造工作機會：我們常忘了競爭和創新帶來的繁榮和機會，導致社會主義正在死灰復燃。應該聚焦在提供工作機會給與社會脫節的人們。
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【我的讀後心得】
在讀的過程中我試著問自己，對於這些議題，我自己能做些什麼？在書的尾聲，作者的這席話讓我受到啟發：「我們能為地球做出最重要的一件事是：增廣自己的知識與見聞，使用可獲得的最佳資訊來指引我們的行動與決策。」

上一本讓我對世界的認識有「頓悟時刻」的書，是比爾蓋茲推薦過的暢銷書《真確》，已故作者羅斯林感嘆道：「過去20年，全球赤貧人口已經減半，但針對多數國家的調查中，知道這些事實的人不到10%」。

這些不知道事實的人包含我自己。

《真確》從人類心智偏誤的解析，加上事實證據的輔佐，導正了我對世界發展趨勢的錯誤認知。而這本《以少創多》則從資本主義、科技、汙染、環境的多種角度，帶給我許多的啟發和省思，也讓我對那些懸而未解的議題產生興趣，例如核能與基改。

如同作者所說：「我們相信的很多東西是因為我們周遭的人相信它們，或是所屬的政治陣營成員們相信它們。」人們害怕核子反應的巨大威力、害怕基因改造帶來的健康影響，害怕我們即將耗盡地球資源，這些感受究竟是人性本能的恐懼驅使？還是基於科學事實的判斷？

雖然我自己也還沒有明確的答案，但是我相信持續閱讀、對既有觀點提出疑問、不斷刷新自己的認知，就是走在增廣見聞的這條路上最好的燃料。

我是能源轉型整理師EP2
【氣候超緊急，核電來不及】
　　　　　　
第一集我們整理了台灣的發電比例所帶來的問題以及能源轉型的目標。本周將探討最近讓台灣十分有感的氣候變遷，以及面對氣候變遷號稱減碳的核電是否真能發揮減碳作用，台灣在減碳的過程中有沒有比蓋核電廠更好的選項。
　　　　　　　
🟢 明天過後將不再是電影情節
　　　　　　
近期連續幾周的缺水和大雨，讓台灣深刻體會到氣候變遷原來不再是災難電影中的浮誇特效。根據聯合國統計，全球已發生超過7000起氣候變遷引起的極端氣候事件，樂施會(Oxfam)的最新研究也表明如果升溫持續惡化，G7每年的經濟損失將達8.5%，等於是Covid-19疫情衝擊的2倍。
　　　　　
🟢 國際的應變措施
　　　　　　
為了抑制氣候危機，聯合國跨政府氣候變化專門委員會(IPCC)指出，全球升溫必須控制在1.5°C內，要達到這個目標，必須在2030年前減少30%的燃煤發電，並於2050年前完全淘汰燃煤，同時將再生能源提升到77%，也就是要進行「#能源轉型」。
　　　　　　
目前國際上已有超過125個國家、199個城市，分別提出2050年淨零碳排的目標，亦即要讓人為製造的溫室氣體，跟大自然吸納的溫室氣體相加=0。不少企業也提出2050年前達到100%使用綠電的規劃，並從製程源頭減少污染及碳排放、交通運具電動化等。並有超過240家企業宣布2050年使用100%再生能源，且在2030年要達到60%的進度。
　　　　　　
🟢 擁核人士最愛的核四呢
　　　　　
根據國際能源總署(IEA)的報告，核電並不是抑制升溫且達到永續發展目標的主要策略，全球核電的減碳貢獻不斷下降，2019的報告指出，核電未來的長期減碳貢獻僅剩3%。原因包括核災風險、鈾礦開採、核廢料、核武擴散等對永續發展的負面影響，且相較其他永續能源，核電廠建造時間長，平均耗時7年以上，成本也不斷上升，已遠超過再生能源。
　　　　　　
🟢 台灣的應變措施
　　　　　
抑制氣候危機台灣無法置身事外，有很多該做的事，包括減少燃煤發電、增加再生能源佔比、提高能源效率、節能、企業改善製程、降低對化石燃料的依賴、運具電動化等等，我們相信台灣在面對氣候危機有更好的選項，但絕對不是蓋更多核電廠。
　　　　　
綠盟除了持續不斷的倡議之外，也參與《#溫室氣體管理法》的修法行動，將淨零碳排入法，也邀請您一起參與減碳的行列，為減緩地球暖化盡一份力，讓台灣遠離氣候危機的衝擊。
　　　　
#我是能源轉型整理師
#move_to_Energy_transition
#每周一篇不要錯過
#偷偷劇透下周是節電