日本將氫能視為下一個液化天然氣產業刊登日期：2018-04-20

如何取代汽柴油交通工具的發展路線上，日本與歐美有相當大的歧異。歐美國家主張「萬物電動化」，也就是過去沒有接電是燒油的汽車要電動化，日本則是主張「打造氫能經濟」。日本與全球作對看似讓人難以理解，畢竟過去日本已經有太多想要打造獨家系統卻總是不敵全球的經驗，但是，日本獨押氫能，有其特殊的戰略思維。
日本的能源幾乎完全仰賴進口，這是日本心靈上最大的陰影，尤其 311 事件之後，由於暫停核電主要以燃氣發電替代，2015 年日本進口石化燃料占總能源消耗比例暴增至 94%，更讓日本對能源安全產生不理性的恐慌。

日本受限於地狹人稠，且位於溫帶，發展可再生能源受到地理上的限制；日本還有另一個先天不良的問題，1895 年時東京從德國購買發電機，大阪卻向美國奇異（GE）購買發電機，從此種下東西日本電力頻率不同，東日本頻率為 50 赫茲，西日本卻是 60 赫茲，導致日本電網還分成東西兩半，不易互相支援，彼此之間的傳輸容量限制為 1.2 吉瓦（gigawatt）。

日本如同過去的歐美電力公司，對可再生能源搭配能源儲存、智慧電網各種新調控技術與觀念不熟悉，迷信大電網才能容納「不穩定」的可再生能源，然而，別說連接中、俄、韓、日的亞洲超級電網計畫八字都還沒一撇，連日本自己都還分兩半，因此日本對採用可再生能源達成能源自主的想法興趣並不大，反而是把推動可再生能源當成補貼無國際競爭力的日本企業的辦法，結果產生許多高收購電價的專案，但佔供電比例仍低。

由於日本不以可再生能源來解決能源自給問題，思維就轉向分散進口品項。對日本來說，既然交通領域佔汽柴油消耗的重要角色，把汽柴油車輛很快改為氫能，看似一個可快速分散能源風險的辦法，從天然氣領域的過去，可發現這是日本的一貫思維。

日本目前是全球第三大煤進口國，僅次於中國與印度，且是最大液化天然氣（LNG）進口國，311 之後，日本因為停核而天然氣用量暴增，以一國需求就把亞洲天然氣價格拉到天價。事實上，日本在半世紀以前就曾經憑一國之力徹底改變了天然氣市場，當時日本面臨與現在中國、印度相同的問題，燃煤與燃油發電導致嚴重空氣汙染，因此決定徹底改變國家的電力領域，全力轉型到燃氣發電，也創造了龐大的需求與市場空間。

另一方面，日本由於無本土油源，導致雖然石油消耗比美國德州還少，卻是全世界第 4 大石油進口國。當年為了減少石油進口量，從電力領域下手，全力推動天然氣戰略，以燃氣發電來取代燃油發電，雖然看起來換湯不換藥，對日本來說卻是至少把風險從單押石油略為分散到石油與天然氣。相對的，如今用氫來取代汽柴油，乍看之下日本工業廢氫並不足，必須進口氫，仍然沒有解決能源仰賴進口問題，但從油氣略為分散到氫，也是同樣的日本思維。

面對減碳的要求，由於日本可再生能源發展不良，氫能也成為減少碳排放的救命稻草，若是進口氫氣是以石化燃料製造，就全球來說沒有太大減碳作用，但是對日本來說，碳排放算在氫出口國，自己使用氫燃料電池車取代汽柴油車，少了許多交通領域碳排放，能躲過碳稅，也能躲過國際減碳壓力，就是達到目標。

要推動氫能不能只小心翼翼
日本經濟產業省預估氫價格在 2030 年為每標準狀況立方公尺（Nm3，標準溫度壓力下 1 立方公尺體積的氣體，標準溫度壓力為 1 大氣壓，攝氏 0 度）30 日圓，相當於每公斤 330 日圓，而每公斤氫氣所含的化學能約相當於 1 加侖汽油，也就是使用每公斤 330 日圓的氫氣，就化學能來說，相當於油價約每加侖 3 美元。但氫燃料電池車的能量轉換效率高於內燃機，因此實際上換算的成本還要再更低，再考量未來的碳稅因素，因此可說成本上已有競爭力。

然而，要達到這樣樂觀的預期，日本必須開創夠大的氫能市場，讓各相關技術環節都能規模量產化，才能將氫價格壓低到預設區間。就自小客車來說，恐怕規模遠遠不足，因為日本經濟產業省計畫到 2020 年底日本有 4 萬輛氫燃料電池車，2025 年達總數 20 萬輛，2030 年達總數 80 萬輛，即使一切照計畫進行，比起 2017 年日本一年就賣出 20 萬輛油電混合車，實在是小巫見大巫。

因此日本顯然必須全面發展其他領域的氫能用途，才能衝高氫產業的規模，達成降低氫價的目標，其中一個嘗試就是將氫燃料電池應用在堆高機。亞馬遜於 2017年採用氫燃料電池堆高機廠 Plug Power 產品，用於其物流中心，豐田也將其「未來」氫燃料電池車的核心氫燃料電池用來打造雷蒙（Raymond）品牌的氫燃料電池堆高機。

氫燃料電池堆高機比起鉛酸電池堆高機有許多好處，首先是佔用的空間大幅縮小，一般物流中心的電池充電基礎設施大約佔用 5%~10% 空間，若改為氫燃料電池堆高機，可節省相對應空間，改用來存放更多商品；其次是鉛酸電池的電壓會逐漸下降，讓堆高機的速度變慢，造成生產力損失，每 8 小時效率大約下降 14%，改用氫燃料電池可避免這個問題；電池充電還需要額外的人員看管，但氫燃料電池裝置加氫可由駕駛自行處理，更進一步節省人事成本。

日本也看中氫燃料電池巴士為提升氫消費量規模的重要策略，因為巴士的氫用量遠高於自小客車，每輛巴士耗氫量大約為自小客車的 45 倍，日本計畫 2030 年有 1,200 輛氫能巴士。不過，這個數量遠少於歐洲與中國的規劃目標。由這些計畫可看出日本的自相矛盾，一方面希望擴大氫能產業規模，但因為保守謹慎，所有的嘗試都速度太慢、規模太小，根本無法快速推動氫能產業規模。

為了完成氫能的國家能源戰略，日本顯然必須動用電力領域，來擴增氫能的應用範圍，而這又回歸到日本的天然氣經驗。天然氣大多是開採石油的副產品，在過去，大多在油田現地燒掉，日本需求在內產生的市場誘因下，如今許多油田天然氣不再是現地燒掉，而是收集起來，製成液化天然氣輸出；氫氣現在也是許多種工業製程的副產品，也是大多在工廠直接燒掉。但若氫能經濟起飛，這些工業廢氫未來將收集起來，成為各種氫能應用的氫來源。

半世紀之前日本推動了全球的液化天然氣經濟，如今希望如法炮製到氫氣。日本將從汶萊進口氫氣，之後還可能從澳洲與挪威進口氫。除了氫燃料電池，電力方面，日本還打算輔以氫氣打造整合複循環燃煤發電（Integrated gasification combined cycle），讓燃煤發電也成為衝刺氫經濟規模的助力，只是整合複循環燃煤發電當前成本過高，毫無經濟競爭力；要用無經濟競爭力的項目來推動經濟規模，不啻緣木求魚。

日本雖然有天然氣的前例，但要推動氫能規模經濟，不能只敢小心翼翼，規劃 30 年橫跨多領域，看似很宏大，卻每個領域都小打小鬧，根本無法達成所需規模，需要真正下決心大破大立。就日本的戰略需求與過往習性來看，緊抱氫能可預測也可理解，但就看日本何時會敢「梭哈」全力押注這一局了。

資料來源: http://finance.technews.tw/2018/04/20/in-hydrogen-japan-sees-the-next-liquified-natural-gas/