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最終用途部門脫碳:綠氫認證 Decarbonising End-use Sectors: Green Hydrogen Certification
2022/03
International Renewable Energy Agency (IRENA)
https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2022/Mar/IRENA_Green_Hydrogen_Certification_Brief_2022.pdf
一、前言
2021年國際再生能源總署(International Renewable Energy Agency, IRENA)指出,到2050年綠氫及相關應用將占最終能源使用量的12%。此外,若全球到2050年要實現脫碳,需安裝5000GW的氫電解槽容量(2020年的安裝容量僅有0.3GW)。因此,以再生能源電力生產綠氫,以及以綠氫製成的合成燃料將在各國實踐氣候中和的能源轉型過程中發揮關鍵作用。

現今全球98%的氫氣生產原料為化石燃料,未來大規模部署綠氫並建立綠氫市場,關鍵在於氫氣來源證明以及完善的追蹤系統。其中,追蹤系統需追蹤整個氫能價值鏈以及生產資訊。報告將先摘述建立綠氫認證計畫的重要性以及需面臨的挑戰,並分析實施綠氫認證的實際案例。最後再提出建立具高接受度的綠氫認證標準的實務建議。

二、綠氫憑證的重要性以及挑戰
(一)再生能源憑證的實施經驗
愈來愈多國家已實施綠電追蹤系統,包括歐洲的能源來源證明(Guarantee of Origin, GO)、北美地區的可再生能源證書(Renewable Energy Certificate, REC),以及國際再生能源憑證(International Renewable Energy Certificate, I-REC)。生產者可於再生能源憑證中註冊登錄發電來源、容量等相關資訊;終端用戶可根據生產者所登錄的資訊購買憑證,並作為綠色電力消費證明。從再生能源憑證實施經驗中可供綠氫憑證參考的建議如下:
1.追蹤系統必須可靠、安全。
2.須由獨立的第三方對系統中所有數據進行驗證。
3.憑證制度需讓市場參與者了解購買憑證對於碳排放的具體效益。
4.應建立適當的系統及流程,以識別並降低憑證頒發、移轉和註銷過程中所有的操作風險。
5.應建立客觀並適用於整個系統的標準,並公開相關資訊以創造公平和開放的市場交易環境。
6.應建立國際間交易的相關流程及標準,以確保不同國家間的轉移是有效且安全的。

(二)建立綠氫認證的重要性及挑戰
綠氫追蹤系統及憑證制度能有效促進綠氫消費,藉由提供消費者綠氫的可靠資訊創造企業使用綠氫誘因,進而達到加速清潔能源轉型的效果。標準化的認證制度亦可支持綠氫交易發展,並加速建立國際市場。此外,亦可根據消費者的需求(如位置、物流成本、基礎設施需求等)提供多樣的消費選擇。

目前建立綠氫追蹤系統和實施存有許多障礙:首先,現今國際上綠氫認證缺乏明確法規,難以建立一套通用的標準和規則。因此,在缺乏國際法規的情況下,未來在不同的國家、區域較可能出現多個綠氫追蹤系統及認證制度。此外,氫能並非一次性能源,因此有必要明確區別綠氫憑證和再生能源憑證,以避免重複計算其主要發電來源的環境效益。然而,區別綠氫憑證和再生能源憑證將面臨2個主要挑戰:
1.可能誤用不同追蹤系統。
2.生產過程和運輸相關資訊若沒有被清楚地追蹤和記錄,可能會衍生透明度問題。

三、規劃並實施綠氫追蹤系統
(一)追蹤系統的要件
綠氫追蹤系統應具備4個要件:再生能源發電的時間相關性、地理相關性、附加性和技術規範。
1.時間相關性:為確保電解製氫使用的電力來源為再生能源電力,因此綠氫追蹤系統應在適當的時間間隔內運作,具備可預測生產端的生產時間及數量;並滿足消費者需求的要件。
2.地理相關性:綠氫和追蹤系統需有實際上的物理性連接,以確保使用再生能源電力電解生產綠氫氣。
3.附加性:綠氫能開發應有助於增加再生能源電力發電量,同時注意避免導致化石燃料發電比例增加。
4.技術規範:須提供發電資源的完整資訊,並確保其再生能源特性。

在綠氫生產的電解過程中以及所需用電的輸配電過程可能會產生溫室氣體排放。因此,綠氫憑證中應載明從生產到運輸的整個價值鏈中每公斤綠氫的溫室氣體含量,包括:
1.在生產端,如果製氫使用的電力來自電網,追蹤系統應包含潛在的溫室氣體排放和空氣污染等資訊。
2.在運輸上,除了透過追蹤運輸方式的溫室氣體排放之外,亦應考慮能源形式時產生的排放,例如:轉換為氨氣、再生甲烷等合成燃料時的溫室氣體排放。

(二)綠氫憑證實例
1.歐盟CertifHy
CertifHy為歐盟首次實行的綠氫來源證明(GO)項目,旨在整個歐盟範疇內建立綠氫認證的標準化定義。此外,該項目亦包括氫氣生產批次證明(含生產時間、使用能源和溫室氣體排放等資訊),以及頒發憑證、交易及使用。CertifHy 共分成3階段實施:第一階段(2014-2016年)、第二階段(2017- 2019年)和當前的第三階段。迄今,已實施的包括「綠氫」及「低碳氫」這2個類別。

2.西班牙Power to Green Hydrogen
西班牙企業ACCIONA Energía 開發GreenH2chain®平台,結合區塊鏈技術以確保綠氫的再生能源電力來源,在該平台中可驗證綠氫的整個價值鏈,從而量化、記錄和監控能源消耗的脫碳資訊。未來該平台將應用在 Power to Green Hydrogen項目當中,以建立西班牙馬略卡島(Mallorca Island)的綠氫憑證系統。

(三)綠氫追蹤系統重要考量因素
建立和實施綠氫的追蹤系統及認證制度可藉由提升消費者的資訊透明度,以促進綠氫交易市場發展。根據再生能源憑證制度和綠氫認證實例經驗,歸納認證制度的重要考量因素如下:
1.將驗證工具應用於再生能源和減排目標當中。
2.由於氫氣和消費地點可能有所不同,因此需確保整個供應鏈中交易媒合的透明度。
3.採取合適的工具避免市場上的詐欺行為(可能發生在生產途徑不同價格補貼的情況)。
4.確保綠氫可跨國/區域交易。
5.確保追蹤系統符合公認的標準。

四、小結:建立綠氫憑證追蹤系統的建議
再生能源電力和綠氫追蹤系統皆需具備透明度、可靠性以及靈活性,IRENA根據再生能源認證的經驗以及綠氫的發展現況,提出建立綠氫憑證追蹤系統的建議如下:
(一)制定綠氫的統一定義,並取得市場共識。
(二)須確保使用再生能源生產氫氣。
(三)確保綠氫憑證包含消費者所需資訊(包含氫氣來源、生產方式、生產過程)。
(四)避免重複計算,例如避免在不同國家為同一單位的綠色氫頒發多個憑證。
(五)促進國際合作並建立全球公認的規則和要求。
謝汎琪
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