目前台湾地区在再生能源的使用比例是偏低的，就台湾电力公司于今年11月23日公布的数据显示，再生能源占台电系统2014年发电比例不到3%。在全球全力推动节能减碳的浪潮下，即使台湾的电价相对便宜，政府仍必须在发展再生能源上认真加把劲。目前，在各种再生能源的领域中，太阳能、水力发电、以及风力发电在世界各国都相当普及，就台湾部分，目前水力发电资源的开发已近极致，因此往后的发展重点将集中在太阳能及离岸风力的部分。太阳能与风是非常充沛的再生资源，取之不尽用之不竭，这是无庸置疑的；然而，太阳能与风力发电最让人诟病的地方就是供电不稳定，没有太阳没有风就没有电，标准的「看天吃饭」。为了解决供电量不稳定的问题，蓄电技术该是再生能源接下来的研发重点。

在行政院会于7月16日通过《电业法》修正草案后，台湾便朝电业自由化迈出一小步。中国经济研究院研究员王京明于「我国永续能源发展及法制环境研讨会」发表演说时曾指出，在电业自由化的议题中，电价不是重点，重要的是各种灵活创新的经营模式。的确，如果像现在台湾的电业是由台电一家垄断，台电一定会选择他们心目中最「便宜」、最有「效率」的方式，如火力发电或是核电；其他像是太阳能这一类的再生能源，如果不是因为「再生能源发展条例」的实施，应该不会想采购，因为无法控制发电量对他们来说是一大困扰，还是买煤炭来烧一烧比较省事，因为要发多少电就采购多少煤炭，一切都在掌控中。

图1. 2014年各种发电方式于台电系统之发电量占比

数据源：台电官网

像这一刊期要介绍的太阳能结合燃料电池，在日本、德国等地，其商用系统已开始运转，但在台湾却算是「新」的技术，因为在封闭的电业环境下，国内业者无法积极推动。

高力热处理工业股份有限公司副总经理徐瑞钟于12月3日举行的《2016绿能产业发展趋势论坛》中，以「再生能源整合氢能与燃料电池应用」为题，介绍了再生能源结合燃料电池的应用，这是一种接近零排放的重要绿能方案。

Power to Gas技术

电转气技术 (Power to Gas) 是一种相当有潜力的科技，这是一种将绿能转换成氢气及甲烷的技术。电气转换系统是通过电解作用将水分解成氢气和氧气，即将高产出和低需求阶段（例如非高峰时期的日照）产生的电能转换为气体。氢气将储存起来日后用作燃料，而氧气则可出售给工业使用或者排放到大气中。

储存起来的氢气有三种可能用途：
(1) 将氢气直接（或与天然气混合）用于发电或车用燃料；
(2) 将氢气与氧气或空气混合注入燃料电池，从而发生合成化学反应产生电能；
(3) 将氢气与二氧化碳混合产生合成甲烷，可替代天然气。

电气转换技术目前在欧洲及日本已具有商业用途，欧洲天然气研究组和一些国家的能源部门正对此技术进行研究。电转气技术是一种储存方法，可以解决输电网不稳定的问题。2014年太阳能和风能大约只占美国净发电量的5%，二者预计将在新兴发电组合中占更大比重，尤其是在美国环境保护署（EPA）提出绿能计划，以减少对石化燃料发电依赖的情况下。

徐瑞钟投入燃料电池的研发已经有十多年的时间，他指出燃料电池是分布式电力中很重要的一环，但整个市场及产品的成熟度目前仍比不上太阳能及风力发电，所以市面所见到的产品都比较少。图2显示，再生能源是可以整合电转气技术的。

图2. 集中式与分布式电力系统网结构图

数据源：徐瑞钟简报数据, F.Bouffard,D.S.Kirschen/EnergyPolicy36(2008)4504–4508

徐瑞钟指出，现在太阳能或是风力发电都有一个困扰，就是要用电的时候可能会没风或是没太阳，即发电时间跟要用电的时间有落差，这个问题究竟要怎么处理呢？现在最普遍的做法就是搭配蓄电设备将电储存起来。徐瑞钟认为如果能搭配氢能与燃料电池，这样子发电系统才比较完整，比较有弹性、也比较实用。

图3显示了再生能原如何结合电转气 (power to gas) 技术。当我们选择使用风力或太阳能发电的时候，多出来的风力或是太阳能可以利用电转气技术，经由电解制氢转换为氢气储存，再利用燃料电池发电或供应给加氢站使用。

图3. 再生能源整合电转气技术

数据源：徐瑞钟简报数据, https://www.youtube.com/watch?v=SjWk15qqnMo

徐瑞钟表示电解制氢已经是一种相当成熟的技术，其产品及产业也很成熟。在图3中另一个主体就是燃料电池。当晚上没太阳或是没风的时候，即可以利用燃料电池发电，将所发的电能提供给住宅及工厂使用。徐瑞钟指出，如果有配备天然气管线，也可以利用天然气管线直接输送氢气；利用天然气管线直接输送氢气在欧美是被允许的，可以用来作为比较紧急的电力应用或是供燃料电池使用。

燃料电池是汽车业界的热门话题，与电动汽车不相上下。虽然PV Cell (太阳能电池)与Fuel Cell (燃料电池)中文名称都是「电池」，但英文的cell 跟battery是不一样的，燃料电料与太阳能电池是属于一种发电系统，是发电机，而不是一种储能、储电设备，必须要提供它们燃料才能使用。

燃料电池的发电范围很广（可参见图4），徐瑞钟表示虽然目前燃料电池不算完全商业化，但也有很多已经成熟的产品，现在大家比较有兴趣的是PEMFC及SOFC技术应用。

图4. 各种燃料电池的发电范围及应用领域

数据源：徐瑞钟简报数据

以甲醇取代氢

燃料电池可以选择的燃料有很多种，目前一般燃料电池主要是以氢当燃料，但徐瑞钟所介绍的燃料电池则是采用甲醇当原料，而不是氢。他指出：「因为氢气钢瓶在使用与运输上都有一些问题，如果使用甲醇的话，220L甲醇水相当于31支40L的氢气钢瓶，可提供5kW电力长达40小时。如果将甲醇跟备用电池结合，那发挥的功用会更大。」

图5. 使用甲醇作为燃料的优点

数据源：徐瑞钟简报数据

另一方面，学者阎正刚的学术研究报告「能源与材料 – 地球未来最有潜力的新能源：氢能源」也指出：「甲醇蒸气重组产氢相较传统电解水产氢，相对成本大幅度降低，对于大规模产氢具有制程简单、技术成熟及低能量耗损等优点。甲醇蒸气重组器为使用液态燃料之燃料电池将液态燃料转化成氢气之重要组件，由重组器提供之氢气可供燃料电池产生电能之用，使得目前研究以甲醇蒸气重组反应做为燃料电池之氢气来源，应用于汽车动力上更具发展性及安全性。」

目前高力是台湾本土唯一一家生产以重组产氢来发动燃料电池的厂商　（分别提供天然气重组及甲醇重组2种不同方案），徐瑞钟指出日本厂商致力推广零CO2排放之具体方案，反观台湾碳排放量很高，如果以再生能源搭配燃料电池，也可以达到「接近」零排放的境界。此外，台湾有超过300万天然气管线用户，徐瑞钟说如果以天然气作为燃料，假设国内安装100万台的话，那发电量便相等于一个核能机组了。

图6. 家用燃料电料发电系统

数据源：徐瑞钟简报数据
˙由管线供应天然气给家家用燃料电池发电系统，提供家庭或小型商业场所的电力及热水需求
˙与使用传统能源方式比较，一年可以减少1.5公吨的碳排放，相当于减少35%的能源使用及48%碳排放

图6. 各国不同厂商开发之家用燃料电池发电机

数据源：徐瑞钟简报数据
最左为高力 (KAORI) 之产品，其余包括Toshiba、Panasonic、Aisin、Bosch、Viessmann、Vailant、Bosch Innotech