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港聞

在氫氣中尋找綠色未來——淨零目標下,香港氫經濟該如何走?

2022年7月15日,城巴在其柴灣車廠內,為引入全港首架雙層氫燃料電池巴士舉行了隆重的揭幕典禮。匯達交通服務有限公司總經理(工程)蘇國健當時說,「我們希望政府盡快訂立氫能汽車在道路行走的守則和配套設施,特別是加氫站,以及關於氫氣的生產和儲存。」然而,香港的道路上至今未見氫能巴士的蹤影;相比之下,內地及歐美城市的氫能巴士早已大行其道。

以氫作為能源載體的「氫經濟」,是一種基於氫氣製造、儲存、運輸及應用於一體的全新經濟體系,被譽為實現綠色能源轉型的重要一環。當各國企業及政府積極投入到該領域的研發、應用,並出台相關政策措施時,香港政府過於保守的態度,讓業界頗感為難;有立法會議員預料,需由企業作主動,才能帶起本地氫能產業。對此,香港應如何借鏡國際間的經驗,才能使氫經濟在淨零路徑上發揮更大的作用呢?

效能優於現有電動車 惟僅適用於中大型車輛

能源轉型——這個引起全球極大迴響的趨勢,正以迅雷不及掩耳之勢改變着人們食衣住行的面貌。縱觀世界各汽車生產商的發展計劃,未來顯然是電動車的世界,「行」的創新技術及應用,被寄予了實現碳中和的厚望。

為了配合全球減碳,上屆政府於2021年先後出台《香港電動車普及化路線圖》、《香港清新空氣藍圖2035》及《香港氣候行動藍圖2050》等環保政策規劃,分別提出在2035年或之前停止新登記燃油及混合動力私家車,加快電動車全面普及;及開展新能源公共交通工具及商用車試驗計劃,如氫燃料電池雙層巴士和重型車輛。

《香港電動車普及化路線圖》提出在2035年或之前停止新登記燃油及混合動力私家車,加快電動車全面普及化。

政府當局回應環境事務委員質詢時亦表示,留意到內地已就發展及應用氫能訂立計劃,並已在多個省市設立氫能產業群,以氫燃料電池驅動的重型商用車在華南地區越趨普及,或會促成跨境運輸低碳轉型。而香港需要為此轉變做好準備,研究把氫能應用於運輸。

交通作為氫氣運用的主要領域之一,兼具了低污染及高效能的雙重優勢。氫能車內置的燃料電池,只需通過氫氣和氧氣的化學反應從而產生電力,最終副產品只有熱能及水,回收的水亦可再次分解成氫用來發電,有望真正實現「零排放」。

此外,氫燃料作為方便快速的汽車動力來源,只需約10分鐘即可充滿電,另氫氣的能量密度極高,續航里程足以媲美柴油車輛。以北美市場上銷售的豐田Mirai為例,新車型在海外進行實測時,續航里程達至上千公里。氫燃料電池的低溫適應性也非常優越,即使在嚴寒的天氣下,也不影響其續航能力,進而降低補充燃料的焦慮感,為同樣受鋰電池續航困擾的大型船舶提供參考的能源方案。

有別於哄搶上游原材料的鋰電產業,氫氣的提取方法相當多元。香港浸會大學理學院物理系講師胡倩指出,現行主流的方式是針對天然氣中的甲烷進行蒸汽重組,從而提取氫氣,雖然過程仍會產生一定程度的二氧化碳,但比起直接燃燒天然氣,整體碳排放量已減少許多;若在此優勢上,進一步利用太陽能、風能發電等可再生能源或核能進行電解水製氫和氧,則整個循環過程零排放。

南丫島設有風力發電站,每年平均可生產100萬度綠色電力。

根據國際氫能委員會發布的《氫能源未來發展趨勢調研報告》, 氫能源到2050年的需求量將是現在的10倍,屆時氫能將承擔全球18%的能源終端需求,創造超過2.5萬億美元的市場價值,並可減少60億噸二氧化碳排放。這是否意味着氫燃料電動車能完全取代純電動車呢?

立法會航運交通界議員易志明指出,由於氫燃料電池比較重,不宜應用在小型車輛,「不可能背着這麼重的(氫燃料)電池行走,里數可能會受影響,即續航力下降。」惟他強調,香港仍有發展氫燃料電池的空間,「5.5噸以上的貨車,氫燃料電池是可行方向」。

目前市面的氫能車多數使用「質子交換膜燃料電池」,胡倩指出該款電池的限制之一是操作溫度需維持在80至100攝氏度,才能讓氫氣和氧氣最佳地發生化學反應。因應電池溫度相當高,車內必須配備特定的降溫系統,才能確保行車安全,「小型私家車很難做到,這也是為什麼現在我們看到已知氫能車都是用在大型車輛,例如巴士。」

香港浸會大學理學院物理系講師胡倩認為,氫氣目前沒有大規模推廣,主要因為技術難題,不像已有的電力系統般成熟,具備傳電線、配電網及變電站等設備。

沒「法」上路的燃料電池車   確保行車安全成修例最大考慮

2022年的北京冬奧會,逾千輛氫燃料電池車在近乎零下20度的低溫中,穿梭於冬奧村、延慶及張家口賽區,沿路更配備超過30個加氫站,既是確保穩定的交通運輸服務,更是向全球展示的一次最大型燃料電池汽車示範。

正當氫燃料電池車在冬奧會大放異彩的時候,香港的表現卻未如預期理想。早在去年7月,城巴已引入全港首輛三軸雙層氫能巴士,惟因本港沒有相關法例規管氫能車,至今仍未能在道路上行駛。儘管如此,城巴仍相信氫具備成為香港主流交通運輸能源的潛力,計劃今年內會引入續航力超過400公里的量產車款。

城巴在去年3月引入全港首架雙層氫燃料電池巴士,至今未能試行。

環保局回應指,已成立跨部門工作小組討論氫燃料電池雙層巴士及重型車輛的試驗計劃,預計會在未來2至3年內落實。同時,當局將展開對加氫站、氫站補給安排及氫燃料電池車在道路使用等方面的安全評估,並研究修改現行規管石油氣車輛的《氣體安全條例》,擴大至氫燃料使用,從而規管氫燃料電池車、氫燃料供應鏈及氫燃料電池車維修人員及工場的安全,以配合氫燃料未來在本港使用。

過去數月,立法會曾多次就氫能發展進行討論,時至今日仍未有定論。身兼立法會交通委員會主席的易志明解釋,政府小組除了要盡快落實測試,也需時檢視法規,「最主要是安全考慮......擔心發生車禍時會爆炸,只要(達到)相當程度上的穩固就問題不大,這需要時間去測試。」

立法會航運交通界議員易志明表示,立法工作不難,只是政府需要時間先確立運作模式,包括是否在巴士公司入氣。

胡倩亦指出,氫氣是最輕的化學元素,不僅難以儲存及運輸,還易燃易爆,尤其是在純氧的環境下,而隧道屬於相對封閉的環境,氧氣的濃度會比較高,十分容易發生爆炸的危險,「不像開放環境,其實如果氫氣在開放環境洩漏,風險是很低的,基本不會存在爆炸。」問及是否有辦法防止爆炸的發生,胡倩指氫能車內置燃料儲存箱的系統設計是防止氫氣洩漏的關鍵,需具備非常高的安全系數。

易志明則認為,隨着氫氣儲存罐技術的不斷突破,相信隧道行駛的安全顧慮短期內就能解決,只是香港消防處相對保守及要求嚴格,「剛引入石油氣的士時,也有人擔心能否走海底隧道,如果爆炸怎麼辦?最後解決了儲存器研發,令消防處覺得沒問題,就可以使用。」他續補充,氫能的應用在全球越趨普及,內地、英國已經落實氫燃料巴士的使用,建議政府可做參考,並視乎各地消防條例做調整。

環境及生態局局長謝展寰在今年3月指出,運輸目前佔碳排放總量的20%。

本地煤氣管道網絡成獨特優勢  待技術成熟或可降低成本

國際減碳趨勢的推動下,氫經濟逐漸成為各國近年看好並積極投入的能源領域,但要發展氫經濟的最大關鍵在於降低生產成本,否則普及化仍然困難重重。

氫氣屬於「二次能源」,因此很難在大自然中直接獲得,必須經過其他方法進行提煉。胡倩表示,目前主流偏向通過「灰氫」提取氫氣,雖然過程仍會排放一定程度的二氧化碳,但比起直接燃燒天然氣,產生的二氧化碳相對較少,因此也被視為較潔淨的電能來源。雖然「綠氫」被視為未來實現全產業鏈綠化的方向,惟電解過程中消耗的電能比起氫氣最終輸出的電能更多,因此綠氫也被質疑效率不高及成本過高,導致生產增長緩慢。

圖為三種製氫方法,分別為綠氫、灰氫及藍氫。

根據《香港氣候行動藍圖2050》,可再生能源發電僅佔整體發電約28% ,較天然氣發電少20%。易志明建議,香港可利用自身成熟的煤氣管道網絡優勢,先從天然氣中提取氫氣,「香港有煤氣系統,管道內一半是氫氣,只要在煤氣喉裝一個設備來抽取氫氣,已經可以供應。」

而易志明所說的煤氣公司,是指全港唯一煤氣生產、輸送及供應商的香港中華煤氣有限公司(下稱中華煤氣),該公司同時亦是上游氫氣供應商,其生產的合成燃氣中,近一半成份為氫氣。

中華煤氣回應查詢時指,為配合全港減碳,已發展氫氣提取技術,用戶日後只需安裝指定裝置,就可直接從煤氣管網中抽取氫氣以供使用,不受容量限制,可做到「即開即有、無間斷供應」,相信也能減省運輸氫氣的高昂成本。未來亦會沿用既有的共3700公里地下管道網絡供氫,減少天氣和路面交通情況帶來的影響,為全港不同的地方輸送氫氣,配合本港氫能的下游應用。

該公司續強調,一直按照政府的相關法規和標準提供安全可靠的服務,對處理氣體有豐富經驗及設備,料氫氣隨煤氣經地底管道配送,可避免道面運輸氫氣的潛在危險。至於未來可以提供多少氫氣,則需視乎未來本港的需求量和氫能產業的發展而定,但估計本地生產的氫氣在成本控制上有其競爭優勢。

香港中華煤氣公司位於大埔的煤氣廠。(圖為受訪者提供)

然而,由煤氣公司供應的氫氣是否能供應全港使用?香港工程師學會燃氣及能源分部副主席、香港燃料電池及氫能學會主席陳迺堅建議,可於兩地之間的口岸興建一個中轉站,從內地購買氫氣。

胡倩則認為,經內地輸入氫氣,要視乎香港是否具備成熟可靠及成本低廉的儲存及運輸技術,「成本夠低可以大量從內地輸入氫氣,那麼香港就不需要建立本地制氫廠房。」

發展需具備完善商業模式   業界望增加後期配套支援 

氫氣被視為是未來最具潛力的潔淨能源,內地、新加坡及歐美國家近年亦大力推動當地氫經濟發展。胡倩強調,氫作為能源載體,未來會愈發受到重視,「因為我們想降低對化石燃料的依賴,氫是非常重要的可替代能源。」

她認為,對比非常成熟的化石能源經濟,香港將來若想發展氫經濟,必須有一個完善的的商業模式,包括有足夠土地建立完整產業鏈,還需讓有一些持份者先獲利,才會產生推動力,從而形成正向循環,「如果一直又燒錢,成本又高,大家都見不到收益,其實沒有任何人能被推動發展。」

對於氫能發展,中華煤氣則稱持樂觀的態度,未來將會持續與不同持份者包括政府、商業機構、巴士營運商、環保團體等密切溝通,期望共同促進氫能落實使用。

易志明亦估計,成本需要等技術成熟後才會下降,「雖然環保有代價,但若做到淨零排放,有助於降低醫療成本,提高壽命及提升經濟效益。」

在最新一份《財政預算案》中,財政司司長陳茂波提出將預留2億元新能源運輸基金,資助試驗及推動多種商用運輸工具更廣泛使用綠色創新運輸技術,包括貨車、的士、巴士及船隻等。每宗申請最多可獲1000萬元資助,而每位申請人的資助總額上限為1200萬元。

環境及生態局三月公布第38批試驗綠色創新運輸技術的申請,共有21宗申請獲批,包括1輛電動小型巴士、15輛電動的士、7輛電動輕型貨車及8輛電動單層巴士,共涉及資助金額約2353萬元。連同新獲批的申請,基金已共批出304個試驗項目,涉及資助金額共約2.57億元。截至二月底,獲基金資助並已完成試驗的項目共有147個。

談及資助是否足夠推動香港氫經濟發展,商界政界有不同的解讀。陳迺堅形容政府對於發展氫能的態度過於保守,「總是要等人用過有用才去做,政府應該向內地學習『大膽啲』,快速採取行動。」他強調,研發並非單一項目,除了前期的研發工作,還要相應的配套、人力及網絡,建議政府需要投放更多資金在後續發展及落實。

香港工程師學會燃氣及能源分部副主席、香港燃料電池及氫能學會主席陳迺堅建議,可以於香港與內地的口岸之間興建一個中轉站,從內地輸入氫氣。

易志明則認為新能源基金目前的資助限額足夠,有助於鼓勵業界推動氫能產業,但質疑政府欠前瞻性,相信未來需由企業作主動,才能帶起本港氫經濟的發展。

政府方面則指,會保持與業界的緊密聯繫,並計劃與培訓機構合作,為業界提供適切的培訓。當局又透露正與兩間電力公司探討應用氫能發電的可行性。

近年,香港浸會大學早前亦對課程進行改革,加入更多與綠色能源相關的課題,冀吸引年輕一代投身相關產業。當中,碩士課程更有部分內容涵蓋氫能源,惟篇幅較其他新能源少。

胡倩解釋指,由於氫能相關技術還未被廣泛應用,課程主要提供可持續運輸方面的思路。惟社會對氫能發電存在負面印象,料推廣仍需一段時間,「現在談起氫氣還是覺得它易燃易爆,公眾接受程度還不足夠高。」

《San Po Yan Magazine 新報人》

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