氫能(生產.儲運.加氫站)

氫能技術專利趨勢
氫能高強度專利

博大國際視野:

 

1.         氫能被譽為二十一世紀終極能源,是一種同時具備清潔、高效、安全和可持續優點的二次能源。本次檢索期間 2002~2020年,全球專利申請呈逐年增長的趨勢;近十年專利申請的成長主要由中國所帶動,其他國家專利申請量也有微幅成長的趨勢;需要注意的是日本在氫能的技術投入最早且積極,持續二十年以上穩定的發展布局 (排名都在1~2位,與美國併列) 也是全球最早發表氫能戰略的國家;趨勢圖

 

補充:日本氫能發展歷史,可推算到1973年為因應石油危機成立的「氫能源協會」,及後來1980年成立「新能源產業技術綜合開發機構 (NEDO)」積極發展新的石油替代能源技術以來,至今日本在氫能布局已有相當長的時間,近年隨著氫能技術逐漸商用化,以及 COP26 世界聯合國氣候大會宣示 2050淨零碳排目標帶動下,預期將帶動「氫能」技術的普及;日本能源經濟研究所首席研究員小山堅表示「歐洲國家已形成一種共識:如果不推進氫的廣泛應用,脫碳化藍圖將無從制定」。近年許多歐洲、美國、中國、日本及韓國等化石燃料消費大國,已陸續發表各項氫能戰略,擴大投資氫能基礎建設,在供應鏈廠商當中皆有日本企業參與。

 

2.        日本企業在全球氫能的專利佈局上相當積極,除日本當地以外,在美國、中國兩大能源消費國的專利申請人排名來到前 1-2名;主要有 Toyota、Honda、Panasonic 幾家公司。然而日企在歐洲地區的市場競爭,相較於歐美本土企業排名較後,歐洲地區主要申請人有 L‘ AIR LIQUIDE (法國)、林德集團(德國)、西門子(德國)、COMMISSARIAT A L’ ENERGIE ATOMIQUE (法國)、INTELLIGENT ENERGY (英國) 幾家公司。(延伸報導:氫能供應鏈之爭)

 

3.        中國近十年在技術發展上快速追趕日本,但專利申請仍以學研單位為主,且甚少申請跨國專利,其技術在商業化程度仍不比日本及歐美企業;中國是目前世界上最大的製氫國,年製氫產量約3,300萬噸,可再生能源裝機量位居世界首位。從2019年中國發布一系列氫能推動措施《長三角氫能與燃料電池産業創新發展白皮書》、《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》、2021年《氫能產業標準化白皮書》及2022年《氫能產業發展中長期規劃》,短短3年間已吸引多家知名企業進入中國市場;尤其在燃料電池車領域,已有豐田和現代等知名國際廠商進駐,而中國當地企業也為推進實用化而不斷摸索 (日經新聞);豐田與5家中國企業合作共同開發燃料電池 (日經新聞);雙日將在中國開展氫的液態穩定運輸試驗 (日經新聞);現代汽車在廣州建燃料電池新工廠 (日經新聞)。

 

4.        精選全球高影響力專利之公司:Torvex Energy (英國)

Torvex Energy 成立於2013年,位於英格蘭的研發公司,專注於從綠色和可持續來源生產氫氣。該公司開發了一種獨特的電化學反應工藝(屬於綠氫生產技術),可以有效率地直接從海水中生產氫氣。與傳統的電解方法相比,不會產生有毒的副產品,且沒有昂貴的脫鹽設備和腐蝕問題;目前大規模電解制氫最常用的技術是用鹼性水電解,這種技術通常使用含鹽量低的淡水。因此,該技術有可以突破過去生產綠氫的限制,解決傳統大規模生產氫氣效率低、安全性和可持續性問題。(專利資訊)

 

5.        精選全球高影響力專利之公司:上海鎂源動力科技 (中國)

上海鎂源動力科技有限公司成立於2017年3月,公司依托上海交通大學材料科學與工程學院研發的先進材料技術,由院士及長江學者、教授專家組成的研發團隊,主要從事固態鎂基儲氫材料(氫化鎂 MgH2 白色結晶,易燃和具刺激性)及儲氫器材的研發、生產和銷售。該技術為一種製備氫化鎂粉末的一體化裝置及方法,氫化鎂具有儲氫密度高、吸放可逆性好、資源豐富、環境友善等優點,做為未來商業化儲氫技術的選項之一;目前現有技術中製備的氫化鎂大都尺寸較大,顆粒不均勻,且價格昂貴,因此尚未有商業化供應。(專利資訊)

 

6.        精選全球高影響力專利之公司:Air Liquide (法國)

Air Liquide 液空集團成立於1902年,是全球第二大工業氣體製造商,業務遍及全球78個國家,擁有約64,500名員工。主要營業活動為供應電子業、大型工業、一般工業和醫療產業客戶所需之高純度氣體。近幾年各國為普及氫能,以達到2050年淨零排碳目標,陸續啟動氫能推動政策,工業氣體公司開始與石油公司跨界競爭;由於液空集團掌握氫氣填充、壓縮儲存、運輸配送、加氫站等關鍵技術,液空集團近年積極在歐洲、美國、日本及韓國投資氫能基礎設施,2020年液空集團在日本設置了全球最大級別的液化氫生産設施,由液化天然氣(LNG)生産的液化氫,供應燃料電池車 (日經新聞)。2022年韓國的液空集團與樂天化學建立氫能戰略聯盟,合資成立了一家供應汽車氫氣的公司,將在當地建造氫供應鏈。(參考資料Dow Jones Newswires)。液空集團也正計畫在台灣推動綠氫發展,但液空集團與各國合作推動氫能源應用的速度,目前都遠超過台灣。(財訊)

 


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根據國際氫能委員會和麥肯錫聯合發佈的報告,2050年氫對全球碳減排的貢獻將超過20%,預計未來30年內,氫能夠幫助碳排量大的產業累計減少800億噸的二氧化碳排放。公開數據表明,到2050年氫能會承擔起全球18%的能源總段需求,創造出的市場價值將超過2.5萬億美元。根據國際能源署(IEA)預測,2050年全球氫能在交通運輸中使用占比最大達66.5%,其次為工業占比達62.9%,電力行業占比達55% (資料來源:綠色貿易資訊網);若數百個氫燃料計畫得以實現,到2030年的投資總額將達到3000億美元以上。

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氫能供應鏈 以歐洲、中國以及日本地區為中心,擴大氫能供應鏈的行動已經開始

氫能被期待成為脫碳化時代的「理想燃料」要像石油産品一樣在全世界得到使用,構建供應鏈十分重要。供應鏈指的是大規模商品流通的過程,包括製造、儲存運輸、銷售和使用四個階段。以美國、歐洲、中國以及日本等4個地區為中心,擴大和加強氫能供應鏈的行動已經開始 (日經新聞)。

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發展契機 台灣「2050淨零排放路徑」將推動進口綠氫餘電(以再生能源為主)產製氫能。

科技部主導的「國家級淨零科技行動方案」也開始啟動,布局2030年後所需的節能減碳新興科技,預估至2030年,投入低碳及負碳技術經費約415億元,再生能源及氫能2,107億元、電網及儲能2,078億元等,主要項目包括氫能、儲能裝置、智慧電網等,並爭取和日本、澳洲跨國合作氫能,和德國合作儲能電池。科技部正協同各部會、上中下游業者共同盤點所需新興科技,具體技術研發細節預計年底出爐。(經濟日報)

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