金屬工業研究發展中心(簡稱金屬中心)於台北舉辦氫能工業應用研討會,發表高壓氫氣輸儲與工業混氫燃燒的研發成果。該計畫結合國內多間供應鏈業者與國際檢驗機構,積極推動鋼鐵等高碳排產業的低碳轉型與關鍵組件國產化。
串聯在地產業鏈 突破高壓氫儲運與抗氫脆技術
針對高壓氫氣儲運的嚴苛要求,金屬中心聚焦於關鍵材料、製程技術以及安全檢驗機制。研究範疇涵蓋抗氫脆銲接、防護塗層、高壓接頭硬化、耐腐蝕膜層,以及設備疲勞與氣體洩漏檢測,期能建立台灣自主的設計與製造能力。
在產業鏈合作方面,金屬中心與首銳銲材合作研發國產抗氫脆銲材,並聯手俊鼎機械推進高壓氫氣儲槽製造與厚板銲接工法;同時結合聯華林德進行氫氣供運安全與洩漏檢驗,並由群翌能源提供綠電製氫與輸儲整場方案,串聯起從供氫、材料、設備到檢測的在地化網絡。
實廠示範驗證 鋼鐵退火爐邁向混氫燃燒
在工業燃燒應用上,研究團隊設定從 25% 與 50% 的混氫燃燒起步,最終朝向純氫燃燒邁進。這項技術整合了燃燒器模組、工業爐體、製程控制與安全監測系統,目前已在中鴻鋼鐵建置混氫燃燒鋼捲退火爐示範場域(β-site),驗證氫氣導入傳統高碳排鋼鐵製程的可行性。
此外,金屬中心亦跨國串聯國際驗證資源,與加拿大 Powertech Labs 建立合作關係。雙方將結合台灣精密製造能量與加拿大的實際氫環境測試經驗,針對模組化系統、高壓輸儲組件的壽命分析與安全驗證深化交流,協助國內設備對接國際安全標準。
永續觀點
熱能產生是傳統製造業與重工業的主要碳排來源,將氫氣混入天然氣或石化燃料中燃燒,是工業部門過渡至淨零排放的重要途徑。然而,氫氣分子極小且高壓下易導致金屬材料脆化,氣體洩漏風險更遠高於傳統氣體,因此高壓輸儲零組件的安全可靠度是氫能能否大規模商業化的關鍵。
對於企業永續人員與廠房工程師而言,導入氫能並非單純更換燃料,更涉及全廠管道材質評估、燃燒設備改造與氣體安全監測系統的重構。建議企業在評估低碳轉型時,應先完成廠內熱能設備的耗能盤查,優先挑選運轉時數高、改造彈性大的工業爐進行混氫試驗;產品設計師與工程團隊也應從生命週期評估(Life Cycle Assessment, LCA)出發,將高壓氫氣設備的材料耐久度與安全性納入設計起點。
名詞與背景
氫脆(Hydrogen Embrittlement):指金屬材料在加工或使用過程中吸收氫原子,導致材料塑性下降、強度受損,進而在低於預期應力的狀況下發生脆性斷裂。高壓氫氣管線與儲槽極易發生此現象,必須透過特殊的合金配方或銲接技術來預防。
混氫燃燒(Hydrogen Co-firing):將氫氣以一定比例混合至現有的天然氣或煤氣中共同燃燒。由於氫氣燃燒產物主要為水蒸氣,混氫燃燒能在不大幅改造既有工業爐體的狀況下減少碳排放,被視為純氫燃燒成熟前的過渡減碳方案。
台灣氫能政策脈絡:台灣宣示 2050 淨零排放路徑,將氫能列為十二項關鍵戰略之一。由於國內鋼鐵、石化等製造業仰賴高溫熱能,無法完全透過電氣化替代,推動高壓儲運與工業混氫技術開發,成為產業突破碳費與碳關稅衝擊的重要戰略布局。
常見問題
什麼是混氫燃燒技術?
混氫燃燒是指在現有的天然氣或石化燃料中加入一定比例的氫氣進行燃燒,能在不大幅更換工業設備的前提下減少二氧化碳排放。
高壓氫氣輸儲為什麼需要抗氫脆材料?
氫氣分子微小,高壓下容易滲入金屬內部導致結構脆化與斷裂,因此需要特別開發抗氫脆銲材與防護膜層以確保輸送與儲存安全。
氫能導入工業製程對台灣傳統製造業有何幫助?
鋼鐵與高溫加工業不易僅靠電氣化減碳,導入混氫或純氫燃燒能提供工業熱能脫碳路徑,降低企業未來面臨碳費與國際碳關稅的衝擊。