臺灣屬於能資源匱乏的海島型國家，電力無法與其他國家聯網支援，因此提升能源自主性與多元化發展變得格外重要。近年國內高科技製造業發展蓬勃，使電力供需變得更加緊繃，有限能資源使我國達成能源轉型與2050淨零目標將更具挑戰性。

面對能源供需與環境永續性的長期挑戰，過去的經驗顯示，當系統中的某個環節出現問題時，容易引發連鎖反應，例如：2017年7月29日，颱風造成花蓮和平電廠聯外電塔倒塌，導致機組雖可正常發電，但電力無法送到台電系統，減少約130萬瓩供電能量。這提醒我們，更分散的能源供應將是確保未來穩定供電的重要一環。

另一個案例是桃園大潭電廠，於2017年8月15日因中油承包商疏失導致天然氣供應中斷，引發全臺大停電。當大潭電廠這個北臺灣最大的火力發電廠的機組跳脫後，電網透過分區限電防止了全面性崩潰。雖然此次事件暴露了依賴大型集中式火力電廠可能帶來的風險，但也為我們提供了提升系統備援能力與韌性的契機。

從這些事件可以看出，我國能源供應結構的多元化和韌性仍有進一步提升的空間，並增強低碳與零碳能源的使用，以及探索替代性能源載體（如氫氣）的供應，將是我們邁向2050年淨零目標的重要一步。參考國際提升能源供應韌性的實務經驗，可透過能源樞紐（Energy Hub, EH）方案，加速實現能源供需穩定與淨零轉型的目標。

增強能源供應韌性，將挑戰轉變為機會

若要提升我國能源系統供應韌性，能源供應朝向多元且零碳目標發展，可針對以下挑戰逐一克服：

• 電力傳輸挑戰：再生能源屬分散式能源，須擴展電網傳輸設施，尤其大量離岸風電，須從海上將電輸送至岸上，因此海底電纜與岸上升壓站的建設有其重要性。未來再生能源進行跨區輸送，將會是常態，跨區高壓電網容量足夠與否，將是可以多著墨的議題。
• 能源儲存挑戰：再生能源是未來降低能源系統碳排的主要路徑，克服其間歇性將是重中之重，亟需仰賴儲能技術（例如：儲能、儲氫）來調節再生能源供應不穩定情況。我國儲能建設正在穩步推進，大型儲氫設施的規劃也剛剛起步。儘管發展已經開始，但若要加速應用，仍需克服諸多挑戰，包括成本高昂、技術成熟度有待提升等挑戰。
• 能源轉換挑戰：若要利用儲氫技術來調節再生能源的間歇性，或作為長時間儲能的工具，首先需要依賴電解製氫（電轉氫）技術。然而，目前電解製氫技術仍處於發展初期，相關產業也還在起步階段。隨著全球逐步推進淨零排放，我國對氫氣或電轉氣（PtoG）技術的需求可能會有所增加。
• 能源傳輸挑戰：除電網容量擴大外，也要發展非電能源輸送網路與載具，才能將氫氣輸送至需求端。建議將透過現有天然氣管網混氫運輸的方法納入可行方案評估，以利更廣泛地取得氫氣，例如：產業用熱、氫能載具等應用。
• 系統整合挑戰：縱使能源技術缺口被填補，但整體能源供應系統還是存在供應、轉換、傳輸、儲存的整合與優化問題。若能優化系統來提高整體能源的使用效率，例如：調節因應AI高速運算增加改變用電需求的情況。

國內外強化韌性的科技發展與應用案例

為了提升能源供給的韌性，國際上採取的其中一個方法是推動多能源供應的架構。透過多能源供應、轉換、輸送、儲存及應用的整合，推動「能源樞紐」（Energy Hub, EH）方案。國際上目前已展開各種能源樞紐概念的應用，包括：多能源供應系統、淨零聚落、淨零園區、智慧微電網、氫谷、氫樞紐等，以下介紹兩個實際案例。

案例1：荷蘭北瓦登氫樞紐（NortH2）

NortH2是歐洲2020年啟動的大型綠氫供應計畫，以氫氣生產與供應為主的能源樞紐應用。該計畫是跨國的產業合作案，也是荷蘭首次推動大型的綠氫生產計畫，主要由荷蘭Shell、荷蘭Eneco、挪威Equinor、德國RWE等企業合作組成，各企業依據專長負責不同的任務：

• SHELL：荷蘭能源集團，近年積極佈局再生能源產業，負責計畫統籌規劃工作。
• Eneco：荷蘭天然氣、電力和熱能生產與供應商，是該計畫的主要投資者。
• Equinor：挪威石油與離岸風電企業，負責離岸風電開發、管理及營運。
• RWE：德國能源公用事業，負責離岸風電與電解槽建置、整合及營運。

NortH2主要任務為生產綠氫、供應鄰近化學工業（例如：化學、肥料工廠）綠色原料，以及針對工業高溫用熱的綠色燃料需求，強化該區能源自主及推動產業淨零轉型任務。其次任務是滿足能源與工業用氫需求，形成一個兼具能源韌性與永續發展的產業聚落。

NortH2計畫透過能源樞紐架構，提升能源供應韌性，在達成目標之前面臨相關挑戰，因此也規劃以下解決方案作為解套：

• 滿足綠氫供應：推動離岸風力建置及電解生產綠氫，規劃2040年完成40GW離岸風電產氫能力的建置，解決韌性提升過程中，能源轉換設施不足的問題。
• 完善儲氫設施：透過建置大型地下儲氫設施，為需求端建置穩定的綠氫供應鏈，有效解決韌性提升過程中，能源儲存設施不足的問題。
• 強化輸送能力：更新與鋪設氫氣輸送管線，將氫氣輸送至各需求端(包括：工業、交通及建築)，解決韌性提升過程中的公共設施不足的問題。

從上述方案可發現，NortH2除了增強能源供應韌性，也借助提供綠色氫氣來協助該區域的建築、運輸產業進行低碳轉型。根據評估每建置1GW（百萬瓩）的綠氫生產能量，每年可以減少約90萬噸CO2排放，相當於減少2030年該區域4%工業碳排放；或45萬輛汽車的排放；或25萬戶家庭能源排放，達成的減碳效益相當顯著。

案例2：英國亨伯產業聚落（Humber計畫）

Humber計畫由英國亨伯河流域產業聚落企業夥伴關係協會（Humber Local Enterprise Partnership）主導，屬於產業淨零轉型的能源樞紐應用。該計畫從2019年開始推動，預計2025年啟動脫碳基礎設施建設，並於2040年實現亨伯淨零產業聚落目標。該計畫受到英國BEIS（商業、能源和產業策略部）與UKRI（研究創新局）補助，透過亨伯產業脫碳部署、零碳亨伯、亨伯綠氫、Humber Zero、Gigastack等5個計畫推動淨零轉型。

Humber計畫透過能源樞紐概念，推動產業聚落淨零轉型，推動過程因應挑戰，特別制定以下解決方案：

• 生產零碳能源：規劃建置各種低碳零碳能源技術，包括：具備碳捕集與封存（CO2 Capture, Storage, CCS）生質能發電廠、100%燃氫發電廠、具備CCS的製氫廠、再生能原電解製氫廠等，藉此解決能源轉換設施不足的問題。
• 打造儲存輸送設施：建置儲氫站及氫輸送管線，向需求產業（鋼鐵、石化等）提供穩定的氫氣，改善能源儲存設施與輸送設施挑戰。
• 整合能源供需：透過整合聚落內各種能源供應、儲能、輸送及需求，形成聚落能源樞紐系統，等於運用系統整合實現能源供應多元化。
• Humber計畫除了增強能源供應韌性，透過整合低碳零碳技術協助該區域產業進行低碳轉型，相關效益包含CCS生質能發電提供近零碳電力；藍氫供應讓產業每年約減少90萬公噸CO2排放；CCS技術每年可替該區煉油廠減少約8萬噸CO2排放。
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以「氫」為核心，在能源樞紐扮演要角

能源樞紐是未來提升國家能源供應韌性的關鍵技術，其中，氫氣將是未來能源樞紐整合的關鍵元素。若要強化氫能角色，並以綠氫來驅動能源樞紐，以下有幾項值得關注的發展趨勢及效益：

• 趨勢1擴大再生能源電解製氫：再生能源電解生產綠氫可用於發電，減少電力部門碳排放，亦可作為工業零碳替代原料。
• 趨勢2氫氣儲存與輸送設施：電解儲氫可用於調節再生能源間歇性問題，並透過儲氫與管網提供穩定的氫氣供應鏈。
• 趨勢3能源樞紐整合：透過多元的能源供應、轉換、儲存及應用的整合，可滿足產業的各種能源需求，並最大化能源供需的效率與穩定。
• 效益1產業獲得更多樣減碳資源：氫可滿足工業低碳高溫熱需求，以及部分工業生產（例如：鋼鐵、石化等）低碳原料需求，有助工業部門深度減碳。
• 效益2調節再生能源供應間歇性：減緩再生能源對能源系統產生的衝擊，尤其是電力系統，電解製氫儲氫有助提升能源供應的多樣性。

結語

隨著全球氣候變遷加劇，淨零轉型的腳步已勢不可擋。為了促進我國能源供應安全與環境永續層次，化挑戰為機會，能源樞紐將是未來能源供應系統淨零轉型的重要解決方案，特別是綠氫可視為驅動能源樞紐的關鍵路徑。

觀察國際趨勢，歐洲已推動多個綠氫驅動的能源樞紐應用，用來加速再生能源在不同產業的滲透率，以及協助產業聚落展開淨零轉型。而我國當前也正積極擴大再生能源建置，若能透過氫能源樞紐的整合，相信將有助於擴大再生能源應用於各產業（例如：鋼鐵、石化、先進半導體等）的實際價值。