清大教授：去碳燃氫必須搭配核能 否則事倍功半

利用核能發電的餘熱來產生氫氣，是愈來愈受重視的環保產業，歐洲已成立核氫熱電聯產聯盟(NPHyСo)。(圖/琺瑪通)

日前，臺電與中研院聲稱「去碳燃氫」是重要的減碳技術，可以把天然氣裡的氫氣給抽離出來，氫氣可以做燃料，至於留下的碳黑，封存好也就不會造成污染，或者成爲工業原材料。對此，清華大學系統與工程學系葉宗洸教授指出，氫燃料是潔淨能源的發展方向，但是以「去碳燃氫」來得到氫氣，則相當爭議，因爲這種氫氣並不乾淨。真正的做法應該與核電配合，利用核反應本身產生的高溫，就能取得乾淨而無爭議的氫氣，再做其他用途。

葉宗洸教授最近持續推廣紀錄片《新核能時代》(Nuclear Now)，在桃園統領威秀電影院的的免費放映會後，持續與觀衆說明電影中提到的各種知識。由於電影當中就提到了「核能制氫」的技術，剛好就與中研院最近所發表的去碳燃氫技術有所相關。

葉教授說：「就如電影中所提到的，電力系統只是碳排放來源的三分之一，工業與交通是另外兩個主要碳排放來源。而氫氣就是改變工業與交通事業的碳排放關鍵。」

「氫氣不會單獨存在，都以化合物的形式，比如水是H2O，甲烷是CH4，都含有氫氣，都可以當原料。製作氫氣的方法有電解與熱解，不管哪一種，都需要消能量。所以那個能量是否排碳，是氫氣是否乾淨的關鍵。」

「中研院的去碳燃氫，是把甲烷又當原料也當燃料，燃燒甲烷產生高溫，再以熱裂解的方式，分離另一批甲烷當中的氫氣與碳黑。這在分類上屬於『灰電』，也就是不夠乾淨。」

「其實，從化學原理上，拿甲烷當材料就已不划算，1莫耳的甲烷，經熱解後可產生2莫耳的氫氣與1莫耳的碳黑，雖然碳黑被封存或其他利用而不會排放，但是生成的2莫耳的氫氣，其燃燒功率必然低於1莫耳甲烷，可能只剩60%。」

「那麼，只能燃燒甲烷產生高溫嗎?只能用當然不是嘛！核反應的高溫就可以拿來制氫啊！在覈能發電的過程中，都有大量的餘熱可以再次利用，就可以拿這個高溫來熱解。然，只能以甲烷當製作氫氣的材料嗎?水就可以當材料啊！直接熱解水蒸氣也可以產生氫氣，而留下的副產品是氧氣，沒有封存的問題。」

葉教授指出，國際上把再生能源產生的氫氣稱爲「綠氫」，因爲它是潔淨的，以核能產生的氫氣同樣也是潔淨的，但核能遭到污名化，被稱爲「粉紅氫」，但是現在粉紅氫的形象也在好轉中。至於利用甲烷當原料製作氫氣，卻是代表不環保的「灰氫」，要知道，甲烷也是溫室氣體，它就算不燃燒，光是逸散到環境也會造成溫室效應，而且效力是二氧化碳的24倍。結論，我們應該減少甲烷使用，而不是增加。