我們今天來聊聊「電動車時代對石化產業的影響」，以及「氫燃料電池的儲存裝置」。
所謂「石化產業」的定義與範圍，是指以「石油或天然氣為原料，製造化學品的產業，其製成品稱為石化產品」。
石化產業的範圍，「不包括」石油、天然氣、汽油、輕油等原料，而是涵蓋由此原料衍生出的「乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯等基本原料的上游工業」。
這些基本原料在經化學反應的製程後，就是常見的「合成樹脂及塑膠」、「合成橡膠」、「人纖原料」與「石油化學品」的中游工業。
當車子都不用汽柴油燃料後，當然原油的需求會因此受影響，那些產油國會如何應對這個狀況，我們影片後面會有說明。
我們先來看一下石化產業面對原油減產而帶來的高油價效應，以致於製造成本增加後，他們可能的變通辦法。
石化產業可能需要尋找新的商業模式和收入來源。
他們可能會轉向生產更多用於「電池和電動車相關技術的化學品」，或者投資再生能源領域。
而環境規範的變化也可能影響石化產業。
隨著全球對減少碳排放的關注增加，石化產業可能會面臨更嚴格的規範和政策挑戰。
這個轉變不會一夜之間發生，但長期來看，電動車的普及確實代表著石化產業必須適應新的市場現實。
這個現象當然會在全球都禁售燃油車後達到頂峰，那哪一年會實現全球都不再賣燃油車呢？
其實目前全球範圍內，沒有一個統一的時間表，來實現完全停售燃油乘用車，轉而全面銷售電動車。各個國家和地區，都根據自己的環境政策、經濟狀況和技術發展，設定了不同的目標。
例如，一些國家已經宣佈了具體的目標年份，來禁止銷售新的燃油車。
挪威計劃在明年2025年達成這目標，而英國和法國則設定了2030年是最後期限。其他一些國家和地區也在制定類似的計劃。
然而，這些目標都受到技術進程、市場接受度、基礎設施發展，以及政治和經濟因素的影響。
因此，全球範圍內完全停售燃油車，並全面轉向電動車的具體時間，仍然是不確定的。
即使目前看起來時間表還不確定，但石化產業的轉型可不敢繼續等下去，它已經開始佈局轉型方向，朝著他們上游原料產業的替代品來投資，例如：
- 發展生物燃料：從生物質中提煉燃料，作為傳統石油的替代品。
- 投資可再生能源：比如太陽能、風能或水能，多元化能源來源。
- 電池技術：研發更高效、成本更低的電池技術，供應電動車和儲能系統。
- 碳捕獲與儲存：減少工業排放，實現更環保的生產過程。
- 化學品和塑料的循環利用：開發可回收和可降解的材料。
- 氫能技術：開發氫燃料和相關技術，作為清潔能源的替代品。
- 數位化和自動化：提高生產效率和降低成本。
- 綠色化學品：生產更環保的化學品，減少對環境的影響。
- 地熱能源：開發地熱能作為熱能和電力的來源。
- 能源儲存解決方案：開發新型儲能技術，支持可再生能源的穩定輸出。
首先，這些國家正積極多元化經濟，減少對石油出口的依賴。他們投資於非石油行業，如旅遊、金融服務和技術。
其次，它們也在可再生能源領域進行投資，尤其是太陽能和風能。這些國家擁有豐富的自然資源，非常適合發展這些技術。
再者，一些產油國也在開發氫能和碳捕獲技術(對，又說到這個了)，以降低碳排放，並在未來能源市場中保持競爭力。
此外，它們也在尋求發展高價值的化學品和煉油產品，而不僅僅是出口原油。
最後，這些國家還在國內推廣數位化和創新，以提高石油產業的效率和可持續性。
這些策略表明，即使是傳統的石油出口國，也在積極應對能源轉型的挑戰，尋求在新的全球能源佈局中，保持重要地位。
之前我們提過，目前氫燃料電池使用的原料，仍是以石化產業中提煉而得。
具體來說，大多數氫氣是通過天然氣的蒸汽甲烷重組過程產生，這個過程涉及到高溫下將天然氣（主要成分是甲烷）與蒸汽反應，產生氫氣和二氧化碳。
這種方法目前是商業化生產氫氣最經濟的方式，但它並非是可持續的，因為這個過程會產生二氧化碳，這是一種溫室氣體。
因此，這種方法並不完全符合「氫能」作為一種清潔能源的目標。
為了使「氫能」更加環保，正在研究和開發其他生產氫氣的方法，例如水的電解（使用電流將水分解成氫氣和氧氣）和生物質氣化。
如果這些過程使用可再生能源，就可以生產出所謂的「綠色氫氣」，也就是真正環保無污染的氫氣。
現在說到：「水電解的方法得到氫氣」，那麼一公斤的水大概可以得到多少莫耳的氫氣呢？大約是55.5mol(mole)。
這裡說的莫耳是「化學物質的實體個數」，可不是一般容積單位ml、毫升，不是millilitre。
這是根據水的化學式和「電解水」的過程來計算得出的。這個計算假設過程是完全理想狀態，實際操作可能會有些許差異。
55.5mol氫氣，透過它的「能量密度及能量轉換」，變成氫燃料電池的電能後，可支援電動車行駛大約多少里程的距離呢？約13~15公里上下。
當然，實際行駛距離可能會因車輛型號、駕駛條件等因素而有所不同。
所以1公斤(也就是一公升)的水，經加工變成氫氣，就可以讓車子跑13公里上...
這到底值不值得？就完全看「工序，及電池儲存容器」的成本了。
那如果把一公斤的水轉換成氫氣(55.5mol)，這中間會消耗多少電能呢？大約2kWh，也就是一小時花兩度電來完成！
兩度電拿來給電動車使用，其實也差不多可以跑10~15公里之間。
也就是說花了差不多兩度的電能、把水變成氫氣，最後兜了一圈放到電動車上面後，也差不多得到兩度的電量...
那要不要這樣兜一圈？
這個議題太複雜了，不會只是單單以綠能環保來解釋，背後甚至還要牽涉到集團利益，或政府風向了。
總之，理論上相較鋰離子電池，氫燃料電池在電動車上的應用，是一個非常有前景的領域。
這些電池利用氫氣和氧氣發生化學反應，產生電能，僅僅排放出水，將非常環保。這特點也使得氫燃料電池，有機會成為可持續交通發展的一個重要選項。
至於儲存氫氣的「氫燃料電池儲存罐」，需要怎樣的科技、有什麼困難？
因為氫氣的性質，例如低密度、高擴散率和易燃性，有些關鍵很重要：
- 必須高壓儲存：氫氣通常在高壓條件下儲存，可能高達七百個大氣壓。需要強化的儲氫罐來承受這樣的壓力，通常使用高強度的鋼材或先進的複合材料製造。
- 如果低溫液態儲存：液態氫需要在極低溫（接近絕對零度）下儲存，這需要高度隔熱的容器，並且伴隨著較高的能量消耗。
- 如果固體儲存：這種方法涉及將氫氣吸附到固體材料上，或以化學方式與材料結合。這類技術正在開發中，尋求提高儲存密度和安全性。
- 安全性問題：由於氫氣的易燃性，儲存系統必須能夠防止洩漏，並在極端條件下保持穩定。
- 成本和效率：開發高效能、安全且經濟的儲氫技術仍然是一大挑戰。儲存和運輸氫氣的成本對氫能的商業化至關重要。
- 體積和重量：在車輛應用中，儲氫罐的體積和重量需要最小化，以提高空間利用率和效率。
使用壓縮天然氣（CNG）的車輛，其瓦斯罐裡的壓力通常在大約200~250個大氣壓左右。
而一般家用20公斤瓦斯罐的壓力，約15個大氣壓而已。
天然氣和氫氣在壓縮和儲存時面臨的技術和安全挑戰都類似，但由於氫氣較高的壓力，對材料和設計的要求更為嚴格。
看完今天的介紹會不會有一種感覺，就開發氫能源太貴、技術門檻太高；而開發鋰電池又擔心污染、或礦山資源耗盡...
如果你是老闆，怎麼辦？
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