氫經濟 ‧ 三|氫能巴士久未能試行 是危險還是港府未發力?

撰文:羅保熙
出版:更新:

氫能巴士是氫能技術目前的其中一個主要應用,全球於2020年已有5,000架。今年7月,城巴公布引入全港首架三軸雙層氫能巴士,但暫時還未能駛上公路,箇中掣肘是什麼?
《香港01》分別與負責有關氫能巴士項目的城巴總經理 (工程) 蘇國健,以及研究新能源的理工大學電機工程學系教授鄭家偉,了解氫能在香港的未來發展與困難挑戰。

今年7月,城巴公布引入全港首架三軸雙層氫能巴士,但香港法例暫未容許氫能車駛上路道,連試行也未可,氫巴上路,似乎遙遙無期。因此,三間專營巴士營運商已聯同環保團體、能源企業、非牟利機構及學界組成「零排放交通聯盟」,提出《零排放交通建議白皮書》,冀推動政府為路面交通減排訂立時間表。

這款氫能巴士城巴設計及研發,並請來內地製造商生產,其運作原理較電動車複雜,首先車上有一個儲存系統來儲存氫氣,還有一個燃料電池(fuel cell),其作用是讓氫氣從一邊進入,另一邊則讓空氣進入,透過氫氣與空氣中的氧氣結合,繼而產生電力和水,後者屬過程中的副產品。產出的電力其後會進入一個作為儲電裝置的電池,給予輪轂摩打(Hub motor),從而推動車輪和汽車。

相比同樣為未來轉型重點的電動巴士,氫巴可行日走400公里以上,完全能夠滿足城巴300至400公里主要路線的日常需求。即使道路擠塞,巴士需要更頻繁的停駛和重新驅動,又或是站數較多、開關車門令冷氣流失等情況,因氫巴的儲能較電巴為多,故相信同樣合適行駛這樣的路段。

而城巴的雙層電動巴士平均僅能行走200公里,基於電池科技存在瓶頸,未來最多或只能提升至300公里,不足以應付該巴士公士日常的運要需要。因此,電巴主要是行走速度平均一些,沒有太多停駛和重新驅動的路線,即由屯門、元朗、天水圍前往港島區等的長途的路線。

至於加氣方面,氫氣儲存在巴士內首先需要有壓力。以城巴的樣版車為例是350個巴(bar,壓力單位)的大氣壓力,這意味加氫站需要450巴才可以注入汽車。城巴計劃明年引入的量產車更高達700個巴,加氫站則需要900個巴。整個加氫時間視乎加氫速度,一般15分鐘內能夠完成。

蘇國健向記者表示:「相較我們450度電、平均里數約200公里的電巴,充電時間需要2.5小時至3小時,不論是行走里數和加氣時間,氫巴的表現也更佳。」他認為這也是公司未來不能只有電巴,也需要引入氫巴的原因。

城巴總經理 (工程) 蘇國健指出,未來城市不能只有電巴,還要有氫巴。(黃寶瑩攝)

氫巴才是「真.零排放」

「氫巴還有個很大優勢,就是可以做到路邊零排放,而且有潛力做到真正的零碳排。」蘇國健強調。他補充指電巴雖也是路邊零排放,惟電巴的電力現時主要依靠中電和港燈兩間公司的發電,前者的燃料來源是天然氣、核電和煤,後者則是天然氣;而天然氣和煤的過程中會產生二氧化碳,故並不能算得上是零碳排。

何況,氫能不僅是巴士適用。

其他的重型商業車輛,如貨車、垃圾車等,還有其他每日行駛時間較長,而且負擔不起每日數小時充電時間的車輛,都非常合適採用。
城巴總經理(工程)蘇國健

不過,他指出小汽車方面,電動車可能仍較合適,因私家車一般都是日常上下班,又或周末外出使用,充電頻率不會太高,可能至少一星期才充電一次。而且,私家車的充電時間亦較短,大約一個多小時,故電動車在小型車方面更有優勢。

不過,蘇國健重申氫巴和電巴各有特點和優勢,惟由於目前許多關於兩者的想法僅屬於工程上的推算,「故我們很想要試行電巴和氫巴,以搜集更多的數據,從而印證上述的想法。未來再按照不同路線的比重,安排兩類車的實際數量。」城巴目標於2045年達致全線車隊零排放,而鑑於本港專營巴士使用期為18年,故未來5年將是轉型的關鍵時期,以便公司能在2027年時進行大規模的採購兩款巴士。

城巴目標於2045年達致全線車隊零排放。(黃寶瑩攝)

有爆炸風險 或不能行走隧道?

雖然今天的氫巴技術已累積了相當的經驗,然而由於香港的環境較較特殊,不論是天氣、人口密集程度與其他引進氫巴的地區多少有別,會否造成一定的限制和影響?蘇國健解釋:

香港的特點,尤其是港島區斜路多,潮濕和炎熱天氣的時間長,但氫巴上儲存的氫氣數量若足夠大,供其消耗在冷氣、上斜、停頓重駛等,相信也足以應付。

不過,氫巴現時在隧道環境或有機會構成一定風險。在香港這個以密度計隧道最多的城市之一,這個問題尤其令人關注。蘇國健認為氫氣安全程度實際上與柴油差不多,「因氫氣很輕,為空氣的14分之1,若發生洩漏很快便會升上半空。」而在城巴的氫巴中,氫氣缸外圍設有超溫安全閥(thermal pressure relief device),只要感應周圍環境開始變得高溫,或有發生火警的危險時。它便會迅速將缸內氫氣放走,從而避免爆炸的發生。

惟蘇國健也指出:「雖然氫氣在露天的環境洩漏沒有問題,但在隧道室內的環境,洩漏後不能升上天空反積累在室內,便可能會有危險。如其濃度超過4%,加上附近有火源的話,更有機會造成爆炸。」他補充,相信氫氣依然較安全,除了它很輕,即使洩漏時遇上火源,也只會形成火柱,並在瞬間燒完。相反,電油和石油氣皆重於空氣,泄漏時會累積在車底,遇上火警或很快便會陷入一片火海。

蘇國健認為,隧道問題可留待下一步再去處理。(黃寶瑩攝)

對於這個安全問題,蘇國健認為氫巴可先試行不涉及隧道的路段,留待下一步再去處理相關的問題。他表示,假如未來有更多針對隧道安全的研究,或可進一步化解外界這方面的疑慮。

「氨轉氫」更理想?

去年,理工大學就研發出全球首架使用氨氣(ammonia,即阿摩尼亞)作為燃料的電動車,透過氨動力燃料電池,利用更安全方法取得氫氣推動車輛。(編按:氨氣是高效的氫氣載體)相關燃料電池的整體重量,亦只是鋰電池的十分一。

負責研究的理工大學電機工程學系教授鄭家偉向《香港01》表示:「氫氣需要700巴大氣壓力才可成液態儲存,氨的優點是只需8巴,更易儲存,加上氨氣有刺鼻氣味,洩漏時較氫氣更易察覺。」即使未來大規模使用需要增設加氣站,由於所需設備與現時石油氣相似,大可改建現有的石油氣站,故建造成本可較氫氣便宜,預計未來氨氣車價格,更可較鋰電池電動車低廉。

理工大學鄭家偉教授,研發出全球首架使用氨氣作為燃料的電動車。(鄭子峰攝)

鄭家偉指出:「氫氣的爆破力較氨氣高四倍,發生事故的風險更大。我們也曾做過一些調查,發現市民對氫比較關注,普遍認為很危險。」他相信改用氨氣或會較氫氣少一些障礙,免卻市民的不安。

採用氨氣的另一個優點是,目前1,000公里以上的長距離運輸,氫氣一般都不會加壓以船隻或汽車運送,而是先轉換成氨氣方便運輸。鄭家偉表示:「既然要變成氨氣,為何不索性直接將它放在車上用,免卻不斷轉換的麻煩?」

事實上,瞄準氨氣的想法並不新鮮。在全球脫碳化趨勢加速的背景下,天然氣也非高枕無憂。在氫能技術暫時領先的日本,近年也看中這新一代燃料,當地更有意見認為到2050年,氨氣有可能在全球成為發電燃料。日本政府計劃,到2050年,氫氣和氨氣發電將佔日本總能源產量約一成。

三菱商事執行董事羽場廣樹表示:「現在還未有全球性的氨能生産企業,日本趁現在掌握開發和生産的主導權非常重要」。這間日本企業獲得日本石油天然氣金屬礦産資源機構(JOGMEC)的支援,將在印尼生産潔淨的氨氣,並正討論向日本出口。

假如日本的氨氣供應鏈成熟,相信未來以氨氣發展氫能絕非空談。

因此,鄭家偉認為:「未來未必一定是『氫經濟』,有可能是『氫+1』,例如氨氣和電能,以補充氫氣無法做到的事或彌補其局限。」

需扭轉「氫能如氫彈」偏見

除了上述的安全性問題外,若想要在香港長遠發展氫能,還將面對什麼困難和挑戰?蘇國健以引入氫巴為例,指出:「現時本地的氫能法例幾乎一片空白,只有一條危險品條例(第295 章),關於空氣的儲存和生產都要取得牌照,惟內容細則不明,涉及氫能車和加氫站更加是完全沒有。」城巴方面希望與政府合作,先看看可否制定法律的基礎;另一方面在過渡期間,與跨部門小組商討可否給予准許,讓他們進行相關的測試。

另一方面,蘇國健認為建設加氫站的工作一點也不簡單,首先是需要地方儲存氫氣,其次是過程需要加壓。「儲存本身已有成本,加壓所需還有功率很高的壓縮機,以及事先要降溫,故相關的成本一點都不少。」不過,他補充全球已有不少研究關於液態氫,可望提升儲存量及加壓的條件,未來成本或有望降低及提升效率。

加氫站是香港發展氫能的一大困難,因其不宜在人口密集的地方興建,大大限制相關技術在本地的應用。(Getty)

法例有待追上 施政報告:氫巴望明年試行

鄭家偉認同,有規模的建設加氫站是香港發展氫能的一大困難。外國可以選址在人影稀少、遠離市中心的偏遠郊區地方。「反之香港人煙稠密,加氫站的安全設施需要做得更充足,相信未必有許多選址能夠做到,而且成本可能會很昂貴,建造時間更長。」

鄭家偉又認為政府需要多做宣傳和教育,他解釋:「不少香港市民對氫存有誤解,經常聯想到氫彈、氫氣爆炸等,故需要教育他們現時的技術經已成熟,是可以安全使用的。」考慮到氫能涉及諸如技術、測試、法規、扭轉偏見等許多問題,相信我們距離實現氫經濟或長達20年。

展望未來,蘇國健則認為本地氫氣的供應鏈亦是一大關鍵,目前香港唯一一間氫氣供應商,使用的是中電的電力,故屬「灰氫」(以化石燃料產生的氫)。長遠若能從新疆、澳洲等透過太陽能生產的「綠氫」(以再生能源電解水產生氫)運送供港,這樣香港的氫能才能真正做到零排放。

說到底,氫巴未能行駛測試,也基於制度與法例上未鬆綁,港府也欠缺清晰的氫能發展藍圖。昨日,特首李家超發表的施政報告終提出,明年將試行新一代電動的士和氫燃料電池雙層巴士及重型車輛,此外,政府會於2025年或之前公布推動電動公共交通工具及商用車的路線圖,共制訂陸上運輸使用氫能的長遠策略。