氫能經濟在減碳中的關鍵角色：研究揭示其小而不可或缺的地位

一個國際研究團隊最近量化了「氫能經濟」在推動社會永續發展中的角色。他們在《自然通訊》期刊上發表了一篇論文，透過廣泛的模型分析，探討了歐洲經濟在2050年前實現脫碳的各種路徑。研究結果顯示，在提供永續主要能源方面，電氣化將成為大多數經濟部門最具成本效益的選擇，預計在最終能源消費中佔比約60%。相比之下，直接使用氫能的佔比最高僅為10%。

在公眾和科學界的討論中，「氫能經濟」有時被視為緩解氣候變遷的終極解決方案。然而，阿姆斯特丹大學的Bob van der Zwaan教授認為，這一概念既被過度吹捧，又被低估。他指出：「我們的研究表明，基於可再生能源的電氣化很可能成為大多數經濟部門最具成本效益的脫碳路徑。我們首次證實並量化了直接使用氫能作為替代清潔燃料的角色，其佔比僅為6%至10%。然而，我們確實看到氫能在特定脫碳路徑中扮演著關鍵角色，尤其是在重工業和運輸領域。」

這項研究是瑞典皇家理工學院主導的多機構合作研究計畫的一部分，該計畫名為「歐洲氣候與能源模型論壇」（ECEMF），旨在為減少二氧化碳排放的政策制定提供一致且統一的證據基礎。該計畫的核心是比較不同模型的結果，並強化歐洲的模型研究社群。研究中，八個成熟的能源系統模型被結合起來，評估了在21世紀上半葉實現歐洲淨零碳排放的多種路徑。

這些模型結合了技術和經濟層面，得出了技術實施的可行預測。Van der Zwaan教授指出，能源轉型中的一個挑戰是所謂的「部門耦合」。他表示：「過去我們傾向於獨立地建模各個經濟部門，但現在我們看到不同部門之間的相互依存性正在增加。例如，住宅部門（建築物、公寓、房屋）與運輸部門之間的聯絡越來越緊密。隨著屋頂太陽能板的普及，以及人們在家中為電動車充電，這些部門正變得越來越相互關聯。同樣地，電力部門和工業也將變得更加緊密。如果我們想要做出有效的預測，就必須將這些因素納入模型。」

研究結果聚焦於「最終能源消費」，例如可再生能源電力直接使用或儲存在汽車電池中，以及氫能作為清潔永續燃料的使用。基於此，研究人員預測氫能的佔比將達到6%至10%。Van der Zwaan教授承認，這只是氫能經濟潛力的一部分。他表示：「在未來的建模中，我們還將納入氫能在許多永續轉型中的中介角色。例如，生產合成煤油以使航空旅行擺脫化石燃料，或是讓化學工業更加永續。此外，氫能還可以作為緩衝，應對可再生能源發電的間歇性問題。」

他粗略估計，若將這些用途納入考慮，氫能經濟的佔比可能會是目前預測值的兩倍。為了更準確地確定這一數字，ECEMF的研究人員將繼續完善他們的模型。Van der Zwaan教授強調：「我們必須突破現有的知識界限，因為我們正在探索未知領域。」

儘管氫能經濟可能不會成為未來最重要的永續驅動力，但Van der Zwaan教授認為，社會仍需持續推動其發展。他表示：「我已經提到了一些氫能可能不可或缺的關鍵應用。因此，我們必須收集所有相關的見解，以實現大規模的氫能生產、儲存和使用，並獲得必要的實踐經驗。我們必須確保氫能能夠真正發揮我們作為能源系統建模者所預見的重要角色——這一角色可能看似有限，但卻可能是至關重要的。」

這項研究由阿姆斯特丹大學和荷蘭應用科學研究院（TNO）能源與材料轉型部門的Van der Zwaan教授主導。