日本「氫能社會」之發展現狀與展望

 

刊登日期:2017/8/2
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范淑櫻彙整/工研院材化所

日本將2020年的東京奧運視為國家氫能政策最重要的里程碑,並期待實現「氫能社會」之願景進而成為國際典範。雖然經濟產業省編列了一年300億日圓規模的預算(表一)以推動家庭用燃料電池、燃料電池車(FCV)的普及化,但成本削減仍是整體市場擴大過程中不可或缺的要素,且是關係到長遠發展的重要關鍵。

經濟產業省在2010年揭示的發展藍圖中,汽車範疇的氫能市場規劃為2015年要達到100座加氫站建置之目標,雖然未能達到目標值,但相較於其他國家,日本的氫能市場發展並未落後於各國,2017年初之際已有93座加氫站,豐田汽車(TOYOTA)原本預定2015年發售的燃料電池車也在2014年提前發售。

表一、日本經濟產業省主要氫能相關預算
表一、日本經濟產業省主要氫能相關預算

唯燃料電池車普及化的關鍵在於成本,今後唯有充份建立起市場機制,藉此吸引更多的廠商企業投入事業發展,透過更新的技術介入,在互相競爭激盪下,方能大幅降低量產成本。推廣燃料電池車,不可或缺的一環是加氫站的建設,以長遠的商業觀點而言,加氫站須建立起自立發展的營運模式,而降低成本即為一重大課題。過去加氫站的建設成本偏高,現今則是營運成本,且尚無解決對策出現。例如提高氫氣壓力的壓縮機或儲存高壓氣體的蓄壓器、供應氫氣的填充機等裝置,各家設備商或加氫站業者各有特點,但也因為規格不盡相同,目前尚未能以標準化達到降低成本的效益。

燃料電池車方面,日本各家汽車製造商為降低售價皆積極與他國業者進行策略性合作,豐田汽車與德國BMW;本田與美國通用汽車;日產汽車則是和德國戴姆勒或美國的福特汽車進行共同開發。此外,目前是由汽車製造商決定車輛的製作規格,並依此採用符合條件之零組件,雖然觸媒或電解質膜等必須降低成本的零組件很多,但若未能符合汽車製造商的需求,即使製作出好材料,亦難以獲得採用。因此意欲跨入相關零組件供應鏈的廠商必須提出優於汽車製造廠要求的新技術,方能有效達到降低成本之目的。

然而,燃料電池材料或零組件的開發須仰賴中長期的配套規劃研究,但一般規模較小的企業難以投入龐大資源以長期維持研發事業,因此在市場競爭機制未成形之前,國家層面的持續研發支援仍有其必要。例如日本政府對家庭用燃料電池「ENE‧FARM」的開發支援中,即為中小企業實現零組件高性能化與低成本化之成功事例。在市場競爭機制之下,材料或零組件的價格有所調整,選擇性亦增加,「ENE‧FARM」製造商即可從而尋找可替換的最佳材料或零組件,不僅得以保持成本優勢,在「ENE‧FARM」的價格上也展現了成本降低之具體成果。

為實現「氫能社會」,燃料氫氣的價格亦是刻不容緩待解決之課題。氫能用途增加,價格也可望隨之降低,進一步促進燃料電池車的普及。例如豐田自動織機開發的燃料電池堆高機或豐田汽車的燃料電池巴士,因運作時間長,消耗的氫能是一般車輛的數倍~數十倍。且從技術層面來看---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。


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