據統計,全球每年的碳排放中,交通領域便占近二成,所以如何在交通領域使用乾淨安全的「潔淨能源」,逐漸成為各界關注的焦點。本集邀請到工研院材料與化工研究所綠能元件及關鍵材料研究組的蔡麗端組長,為大家介紹什麼是潔淨能源,以及潔淨能源在永續航空燃料、太陽能、氫能等各方面的發展情況。
節目首先須釐清一個常見的問題,即「綠能」與「再生能源」的區別:在台灣,綠能所定義的範圍較廣,泛指非石化來源的燃料,且不會造成明顯的空氣污染;而再生能源則更為嚴謹,必須是經過「一次轉換」就能直接獲取能量的能源,因此僅包含太陽光、風力、水力、生質能和地熱這五大類,同理可證,像需要二次加工的氫能,在台灣的定義裡並不屬於再生能源。然而,國際上只要是低碳排放的能源,都被視為潔淨能源,所以除了綠能和再生能源外,核能也包含其中。
接下來我們要聚焦到 SAF 永續航空燃料上,其定義相當廣泛,只要原料並非來自傳統的石化燃料,皆可納入其中,因此包括生質能源,甚至是利用工廠排放的二氧化碳製成的綠氫等。促使 SAF 備受關注的原因,乃因它最多能減少飛行時 80% 的碳排放量,對於航空業的減碳目標至關重要。然而,SAF 的價格幾乎是傳統航空燃油的五倍,使得全球航空業者在實際應用上相對保守。
除永續航空燃料外,太陽能飛機也是近年來航空業關注的焦點,但由於太陽能板的能量吸收密度較低,換算鋪設面積與重量將嚴重影響飛機的承載能力,因此短期內難以取代傳統飛機的載人功能。不過,太陽能飛機在特殊用途上展現其潛力,例如能持續滯空長達半年,未來或許可作為低軌衛星的傳輸中繼站,開創新的商業應用。
此外,蔡組長也分享了中研院開發「氫能無人機」的案例,相較傳統的電動無人機,氫能無人機在通訊距離、續航力和載物能力方面,展現出顯著的優勢。中研院使用的氫能電池,續航力是傳統鋰電池的三倍,能實現數十、甚至上百公里的長距離貨物運輸,有望對高山物資運送帶來極大助益。
但回望西元 2000 年左右,氫燃料車一度被認為是汽車產業的新未來,不僅燃料補充快速且續航里程長,然而特斯拉的出現,卻改變了電動車市場大局。歸因於氫燃料電池的價格昂貴,以及加氫站尚難普及,氫燃料車在與電動車的競爭中漸漸落於下風。不過蔡組長也指出,對卡車、公車等需長途運輸的業者而言,氫氣補充站密度不足的問題相對較小,也就是說,未來有可能出現電動車和氫燃料大型車並存的場景,以滿足不同運輸市場的需求。
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