日本貿易商丸紅近期完成全球首次使用金屬氫化物合金進行氫氣國際運輸,這種材料可儲存氫氣並實現更高效的海運。
示範專案
該合金吸收了在澳洲生產的「綠氫」,隨後以貨櫃船運往印尼。丸紅花了約一年時間才完成通關程序與其他法規障礙。
2025 年 10 月從澳洲出發的貨物,以卡車運送至雅加達郊外的一處工業場址。在那裡,丸紅成功從合金中萃取綠氫,並以燃料電池發電。
領導該專案的丸紅新能源部門資深商務專員青山誠一郎表示:「這很具挑戰性,因為沒有前例可循。但能夠證明運輸金屬氫化物合金所需的成本與安全措施,意義重大。」
綠氫為何重要
綠氫以再生能源生產,是一種前景看好的次世代燃料,可望在擺脫化石燃料的轉型中發揮作用。但採購成本一直是持續的挑戰。各方正努力在再生能源成本低廉的地區生產氫氣,再運往他處。
現有運輸挑戰
氣態氫佔用體積龐大,因此通常需壓縮或液化後運輸。壓縮對運輸效率的改善有限,而液化則伴隨冷卻成本,且運輸過程中會有部分氣化損失。
另有研究將氫氣與氮氣反應製成氨後運輸。但氨具有毒性與強烈氣味,帶來額外挑戰。
金屬氫化物解決方案
丸紅聚焦於金屬氫化物合金技術。這種特殊合金在加壓或冷卻時吸收氫氣,在減壓或加熱時釋放。雖然合金本身較重,不適合長途運輸,但維護成本低且能量損失極小。
丸紅專案使用的關鍵合金,其技術由一家澳洲公司開發。確切成分未公開,但這是一種在加壓下吸收氫氣的鐵鈦合金。丸紅開發了一種儲存裝置,將合金填入約 5 公尺長、直徑約 17 公分的細長鋼瓶中。
儲存規格
每支鋼瓶可儲存約 4 公斤氫氣,相當於 50 至 60 度電——約為一般家庭一至兩天的用電量。理論上,這些容器可進行約 1,000 至 1,500 次吸收與釋放循環。
貨櫃運輸創新
為提升運輸效率,丸紅選擇使用標準海運貨櫃。公司開發了一套機制,將鋼瓶裝入全球海運通用的 20 呎貨櫃,使其可與其他貨物一同以貨櫃船運輸。由於貨櫃運費按體積而非重量計算,這種方式有助於抵消合金較重的劣勢。
示範專案僅使用一支鋼瓶,但據丸紅表示,理論上單一貨櫃可容納至少 30 支。
安全優勢
壓縮氫氣需要特殊高壓儲槽與其他設備,在日本被列為危險易燃氣體並受到管制。相較之下,金屬氫化物合金的爆炸風險較低。
儘管如此,由於國際運輸沒有先例,丸紅採取了大量安全預防措施。氫氣比空氣輕且自然上升,因此儲存系統的設計讓任何洩漏的氣體都能透過頂部通風自然消散。
青山表示:「我們學到了許多將導向未來商業發展的經驗。」
通關挑戰
最重大的挑戰涉及通關核准。該合金含有鈦等具有內在資源價值的材料。
青山表示:「要解釋合金只是氫氣的『容器』是困難的。」
若被歸類為原料,合金本身將被課徵關稅。雖然氫氣須繳納關稅,但證明合金中實際儲存的氫氣量花費了相當長的時間。丸紅花了約一年時間與印尼及澳洲的海關當局協商才取得核准。
商業可行性問題
儘管克服了這些障礙,青山警告「目前很難將此規模化為商業模式」。澳洲綠氫相對便宜,貨櫃運輸也提升了效率。但若沒有數百次穩定且重複的運輸需求,供應鏈的經濟效益並不成立。運往印尼的運輸僅進行過一次,未來運輸計畫尚未確定。
未來應用
基於這次試驗,丸紅現正設想以貨櫃運輸至偏遠離島。配備儲存系統的多個貨櫃可透過渡輪運送並直接安裝於島上,在天災及其他緊急情況時,可透過燃料電池作為緊急電力使用。由於金屬氫化物合金儲存不需能源,公司認為它們非常適合長期儲備。
政府支援與框架
丸紅的示範專案於 2021 年獲選取得日本環境省補助。專案使用丸紅在澳洲南部阿德萊德附近建設的綠氫生產設施,該地區擁有豐富的太陽能資源。補助旨在利用日本的聯合減碳機制(JCM),探索在印尼——日本 JCM 框架下的合作夥伴國之一——使用綠氫所產生碳權的潛在用途。丸紅相信試驗的成功可望帶來其他 JCM 商業機會。
國際擴展前景
丸紅氫氣與氨商業開發經理何祖全表示:「一旦取得澳洲的核准,類似專案在歐洲(包括英國)及美國更有可能獲得批准。」
氫氣運輸方式比較
壓縮氣體:效率提升有限;需要高壓儲槽與危險物質處理。
液態氫:冷卻成本高;運輸過程中有氣化損失。
氨轉化:有毒且有異味;額外的安全與處理挑戰。
金屬氫化物合金:維護成本低;能量損失極小;爆炸風險較低;與標準海運貨櫃相容。
關鍵技術規格
鋼瓶尺寸:長 5 公尺,直徑約 17 公分
每支鋼瓶氫氣儲量:4 公斤
能量當量:每支鋼瓶 50 至 60 度電
循環耐久度:1,000 至 1,500 次吸收/釋放循環
貨櫃容量:每個 20 呎貨櫃至少 30 支鋼瓶
合金類型:鐵鈦基底,加壓下吸收氫氣
策略意涵
丸紅的試驗證明金屬氫化物合金運輸在技術上可行,但在達成商業可行性之前仍有多項挑戰:
法規框架:全球海關當局需要明確的氫載合金分類指引。
需求規模:需要數百次定期運輸才能支撐供應鏈經濟效益。
重量代價:合金的重量仍是運輸經濟性的根本限制。
安全認證:需建立合金運輸的國際標準。
碳權整合:JCM 框架可提供支持早期部署的財務機制。
離島經濟應用
為偏遠離島提供氫動力緊急系統的願景,代表了一個具吸引力的近期市場。依賴柴油發電機的離島面臨高能源成本與燃料供應脆弱性。金屬氫化物系統可提供:
緊急備用電力:當燃料供應鏈因天災中斷時的韌性。
長期儲存:無需能源維持合金中的氫氣。
可擴展部署:可隨需求成長增加貨櫃數量。
潔淨能源轉型:以零排放氫燃料電池取代柴油。
前進之路
丸紅的全球首創示範為金屬氫化物氫氣運輸建立了概念驗證,但要達成商業規模仍有大量工作待完成。長達一年的通關核准過程,凸顯了這項技術在全球常態化部署前所需的法規基礎工作。
對日本而言,這項試驗支持國家氫能策略目標,同時探索與夥伴國的新 JCM 商業模式。對全球氫經濟而言,它在壓縮氣體、液態氫與氨之外增添了另一種潛在運輸途徑——對偏遠離島應用與緊急儲能可能特別有價值。
金屬氫化物合金運輸究竟會成為主流氫氣物流解決方案,還是仍屬利基應用,取決於能否解決這項首創示範所揭示的經濟、法規與技術挑戰。