產業追蹤／全球衝刺綠能減碳 氫能源交通新勢力崛起

燃料電池混成動力長航時無人機。工研院／提供

2022年俄烏戰爭與美中角力，導致國際供應鏈混亂，先進國家仰賴的低碳天然氣價格飆升，促使全球加速佈局新型態的淨零能源。由再生能源發電系統電解產生的「綠氫」是潔淨且高效的綠色能源，重新受到更多國家及資本的關注。

沙烏地阿拉伯已投資84億美元建立全球最大的綠氫生產工廠，預計2026年可日產600噸綠氫，年減碳500萬噸，並由美國Air Products取得30年出口承購權，國際供應鏈體系已漸生成茁壯。

若從公路運輸車輛減碳角度切入，載具電動化已是國際先進國家重要共識，尤其電池成本近十年下降近90%，電動乘用車銷售量也高速成長。但商用客貨車的電動化進程相對緩慢，主因鋰電池的重量排擠有效載重，影響商用車可行駛距離及可載運重量限制。

氫作爲能源，其能量密度高達143兆焦耳／公斤，是鋰電池的130倍，擁有比鋰電池更高的單位重量能量密度轉換效率。1公斤鋰電池可儲存的電量僅能使電動車行駛1至2公里；但氫燃料電池車輛所用氫氣可行駛100公里。全球氫能電動商用車銷售佔比從2022年的25%，到2023年成長至46%。其中氫能電動無人機、氫能電動物流車、氫能電動巴士等產業應用快速發展。

3.5噸貨卡30kW燃料電池技術驗證平臺。工研院／提供

經濟部產業技術司依循政府2050淨零排放12項關鍵戰略之「氫能」、「運具電動化及無碳化」主題目標，選擇具挑戰性及潛力的氫能電動載具進行技術開發與產業化推動，協助臺灣交通運具產業供應鏈，建構可持續發展的前瞻淨零交通生態系。

氫能電動物流車是指以氫燃料電池爲動力來源的電動物流車。由於具有零排放、低噪音、續航能力長、充能迅速、不懼低溫環境運行等優勢，不僅有效降低物流運輸業的碳排放，還克服純電池電動物流車，因電池重量大而帶來的負載限制，提升商務應用的可行性。

目前氫能電動物流車已在歐美、日本、南韓等地商業化應用。如美國沃爾瑪2012年就採用氫能電動叉車，2023年車隊規模已達9,500輛，其他採用廠商還包含亞馬遜、家得寶（HomeDepot）等大型零售通路商。

港阜運輸上，2022年德國漢堡港和物流創新夥伴聯盟開始測試港口物流所需的氫能動力設備，包含曳引車、叉車和天車等。聯盟成員包括港口裝卸設備、重型卡車、加氫站、氫能源供應商、物流基礎設施、工程顧問和認證服務等廠商。

大衆運輸方面，2022年北京冬奧運使用千輛氫能電動車與30座加氫站服務各賽區間的運輸，燃料加註時間只要20分鐘，並能在零下30℃的環境行駛超過300公里。

工研院與國內商用車大廠合作，協助將國內廠商及經濟部科專研發的小功率燃料電池技術換代升級，開發大功率燃料電池動力系統、儲氫系統及三電系統，進行車輛載具的實際測試驗證，打造國產氫能電動載具平臺，可望協助國內產業供應鏈切入交通部2024年推動的「氫燃料電池大客車試辦運行計劃」。

國際能源總署估計，2030年全球僅氫能電動重型卡車年需求量達40萬輛，在主要廠商官宣產量提升計劃合計達七倍後，推估產能缺口尚有50%。這將是繼電動乘用車後，最耀眼的新能源電動車商機之一。交通部也在今年3月推動「交通部氫燃料電池大客車試辦運行計劃申請者資格及補助審查作業要點」，並建置基礎設施，優化產業環境並扶持國產化產業鏈。

與傳統電動無人機相比，氫能電動無人機具有更長的續航、載重能力，以及飛行時間。目前鋰電池的能量密度僅能達到150～200Wh／kg，燃料電池技術可望將此數值提升三倍，可滿足未來長航時的商業應用需求，這類無人機可廣泛應用於物流運輸、空中偵察和應急救援等領域。

工研院在技術司補助下，致力於燃料電池材料與系統的研發，擁有製作免加溼膜電極組、輕量化電堆等關鍵材料的能力，並進行系統結構整合、運作邏輯開發與混成電力架構設計，成功整合燃料電池與無人機系統。2019年以來已達成載重5公斤連續飛行130分鐘的紀錄；2020年通過民航局特種實體檢驗，最大起飛重量達30公斤，並完成宜蘭烏石港至龜山島、澎湖馬公至望安島的跨海飛行測試；2021年完成高海拔3,200公尺緊急藥物運送拋投測試。

國際氫能電動無人機產業正處於起步階段，根據研究機構QYResearch指出，2030年全球氫燃料電池無人機市場規模將超過1,200億美元。在國機國造與軍事無人機應用等趨勢下，前景看好。