補上純電缺陷，調研預估將有 54 萬輛氫引擎卡車上路

就像電動車在 20 年前完全不被看好，氫引擎車輛現在看來也像是科幻劇情，不過調研機構預估在 20 年後，將會有 54 萬輛氫引擎卡車上路，關鍵原因就是「效率」。

限制科技進步的原因有時候不僅是知識，更多時候是成本考量，就像 20 年前要推純電車，受限於電池成本、產線重製成本讓許多大車廠停滯不前，但特斯拉則相信它背後的巨大利益，而不惜重金投資，才獲得今天的成果。相似的狀況也發生在另一項動力科技：氫引擎（H2ICE）。

我們先前曾報導過新創公司開發的氫燃料星火引擎，能夠直接將氫氣當做燃料，動能強大而且只會排出水氣。這種零碳排內燃機技術，雖然研發成本高昂，而且需要克服大量難關，但它具備的龐大潛力似乎相當值得投資。

氫引擎的第一個優點是與傳統內燃機引擎高度相似，傳動系統和引擎技術完全可以沿用，有一點像是進化版的「天然氣動力車」。第二個優點是它補充能源的速度，比一般純電車更快，又因為不需要燃料電池，所以車身重量會比氫電車（FCEV）輕，對商用運具來說效益更高。IDTechEx 分析師預估，在 2045 年時，全球將會有 54 萬輛氫引擎卡車上路，成為零碳運輸時代的關鍵角色。

更重要的是，將氫直接當做燃料，可以完全擺脫對稀土和電池原料的依賴，對當前日益緊繃的全球貿易戰爭有重大意義。即使有這麼大的誘因，卻依然需要十幾年的發展時間，這個技術難度自然不在話下。

首先要知道的是，雖然氫是可燃性極高的元素，但因為它的質量極低，在常溫常壓狀態下，柴油可以儲存的能量是同體積氫元素的 3 千倍，因此要將氫當成燃料，必須經過壓縮，目前常見的兩種規格是 350 bar 和 700 bar，但壓縮後的氣態氫單位能量密度依然不高，重達 100 公斤的氫氣瓶，只能儲存 2 公斤不到的氫氣，能量約等於 8 公升汽油。

另一種方式液化，液態氫的密度是常壓氫的 780 倍，體積能量密度可以大幅提升，然而液態氫沸點是零下 253 度，極易蒸發損失，要儲存在載具上就需要搭配對應的冷卻系統，又讓效率下降。

其次，現有的氫引擎技術效率遠遠不及氫燃料電池，以車輛行駛里程來比較，氫燃料電池車行駛 100 公里需要消耗 0.9 公斤氫，但最高效率的液態氫引擎，則需要消耗 4 公斤，如果是氣態氫引擎則要消耗 13.5 公斤的氫，比燃料電池落後 15 倍。

另一個值得注意的是氫引擎雖然沒有碳排放，但卻會有氮氧化物（NOx），是對人體有害的污染源，美國和台灣都有法規限制禁止勞工暴露在高濃度氮氧化物（5～25 ppm）環境下，而氫引擎和傳統內燃機同樣都會排出 NOx。解決方法也相同，可以安裝三元觸媒轉化器，或是專為氫引擎設計的「可變觸媒抑制器」，但以目前的技術來說，還沒有百分之百消除氮氧化物產生。

也就是說，即使不考慮氫的生產、加工、運輸與儲存，光是在交通載具上的氫引擎技術就有諸多技術難關要克服，從誘因來看，若不是極度重視能源效率的大型商業運具，要採用氫引擎的成本效益實在太低。在可預期的技術改良程度下，氫引擎的早期採用者，預計會以重型卡車、航天機器和貨運船隻為主，輕卡車和小客車乖乖背著電池，應該還是比較實際。