研究凸顯管線網路對歐洲氫能用戶的重要性。
RFNBO 的挑戰
一項最新研究指出,以柴油卡車運輸超過 500 公里的綠氫批次,可能無法符合歐盟「非生物來源再生燃料」(RFNBO)的資格,因為其生命週期溫室氣體排放將超過歐洲法規設定的上限。
波爾多大學與法國地質調查局(BRGM)的研究人員,針對六種陸運綠氫配送路徑進行比較性生命週期評估,以計算各方法的環境衝擊。
這在歐洲尤其重要,因為綠氫運送至最終目的地的排放,會納入生命週期計算,以判定該批綠色分子能否符合 RFNBO 資格。
歐盟排放門檻
歐盟要求特定產業在特定年限前使用規定比例的 RFNBO,因此若綠氫的搖籃到廠門排放超過每公斤氫氣 3.38 公斤二氧化碳當量的上限,歐洲氫能用戶購買的意願將大幅降低。
六種配送情境測試
研究評估的六種「配送情境」,起點、終點及運輸距離皆相同:每日配送 15 公噸綠氫——氫氣以 100% 風電驅動質子交換膜電解槽生產,透過柴油卡車或管線運輸 500 公里,運抵後將產品還原為 200 巴壓力的氫氣。
六種情境分別為:
情境一:100 巴壓縮氫氣經由管線運輸
情境二:700 巴壓縮氫氣經由卡車運輸
情境三:液態氫經由卡車運輸
情境四:氨經由卡車運輸
情境五:甲醇經由卡車運輸
情境六:二芐基甲苯(DBT,一種液態有機氫載體)經由卡車運輸
結果:僅兩種方法達標
研究人員將綠氫生產排放(每公斤氫氣 1.10 公斤二氧化碳當量)納入計算後發現,僅有兩種配送方法能將氫氣的排放量控制在歐盟 RFNBO 溫室氣體門檻以下:
壓縮氫氣卡車運輸:每公斤氫氣 3.28 公斤二氧化碳當量
壓縮氫氣管線運輸:每公斤氫氣 2.36 公斤二氧化碳當量
氨以每公斤氫氣 3.74 公斤二氧化碳當量居次,其後依序為液態氫(4.49)、DBT(5.42)及甲醇(8.60)。
管線運輸的優越性
這項研究題為〈超越綠氫生產:歐洲境內陸運的隱藏環境衝擊〉,發表於《國際氫能期刊》,指出壓縮氫氣管線運輸實際上是 3,000 公里以內所有距離中最環保的運輸方式。然而,該論文並未將各運輸方式的成本納入考量。
成本挑戰
從排放角度而言,管線或許是最佳解決方案,但前期成本高昂。例如,德國正計畫在全國建設超過 9,000 公里的氫氣管線網路,預估投資成本達 189 億歐元,而業者能否在 2055 年前透過運輸費用回收前期成本,仍有疑慮。
實際地理限制
研究明確指出,某些潛在用戶場址——距離綠氫專案或進口碼頭較遠者——若仰賴柴油卡車配送,可能難以符合 RFNBO 要求。
舉例而言,若法蘭克福的製造商希望使用從布萊乃港進口的綠氫,504 公里的公路距離意味著以柴油卡車配送將無法計入 RFNBO。經濟重鎮慕尼黑距離這座北海港口更超過 800 公里。
替代卡車方案
當然,使用電池電動卡車或氫燃料電池卡車運輸壓縮氫氣,將大幅降低排放。然而,本研究聚焦於現有的柴油卡車能力。
作者說明:「雖然綠氫生產的全球暖化衝擊較低,但其在供應鏈中轉化、運輸與儲存相關的衝擊,最好的情況是不可忽視,最壞的情況則對環境有害。」
海運問題
值得注意的是,上述數據並未將綠氫及其衍生物海運至歐洲的排放納入計算,而這將大幅增加其生命週期溫室氣體排放。
這一點意義重大,因為歐盟仍設有 2030 年前進口 1,000 萬公噸 RFNBO 的目標。
作者寫道:「海運刻意排除在本研究範圍之外,但它是未來歐洲氫能物流的重要組成部分。其潛在衝擊是多面向的:雖然長途航線會增加絕對運輸排放,但船舶相較於卡車的大載貨量,可能降低每單位氫氣配送的排放。」
策略意涵
研究人員指出:「除環境績效外,國際海運貿易也引發關於資源主權與地緣政治依賴的策略問題,因為歐洲可能將仰賴進口,且無法完全掌控其氫能供應。」
政策意涵
研究發現對歐洲氫能策略具有重大意涵:
基礎設施投資:管線的排放優勢強化了建設網路的論據,儘管成本高昂。
地理規劃:工業氫能用戶應設址於生產場址或管線網路附近,以確保符合 RFNBO 規範。
進口碼頭選址:港口位置對於縮短最後一哩配送距離至關重要。
運輸組合:對於管線無法觸及的場址,可能需要電池電動或燃料電池卡車。
法規考量:500 公里門檻為柴油卡車配送劃定了明確的地理限制。
未來研究需求
研究人員總結:「未來研究應將氫氣陸運與海運選項並列探討,以全面了解未來歐洲氫能供應鏈的永續性。」
隨著歐洲建構其氫能基礎設施與進口能力,這種全面視角至關重要。研究證明,運輸方式的選擇不僅是物流問題,更是決定氫氣能否依歐盟法規被認定為真正再生能源的關鍵因素。
對歐洲工業用戶而言,訊息很明確:鄰近管線基礎設施或生產場址,將是取得符合 RFNBO 規範氫氣的必要條件。仰賴長途柴油卡車配送者,可能發現自己無法符合法規要求,進而被迫承擔高昂的搬遷或基礎設施投資成本。