城際氫巴測試場域之驗證發展

前言

隨著全球對於環境永續性與氣候變遷議題的關注日益提升，交通運輸產生的碳排放量占全球總量比例甚高，開發具備高能源轉換效率且低污染排放的替代能源載具，已成為各國政府與汽車製造商的當務之急。近年來備受矚目的燃料電池車（fuel cell vehicle, FCV），憑藉其潔淨能源的特性，被視為推動綠色運輸轉型的重點發展方向。氫燃料電池車使用氫氣與氧氣經電化學反應產生電力，驅動馬達行駛，有別於傳統汽車透過燃燒燃料產生動力，過程中只會產生水為副產物，成為真正的零碳排放交通工具，且能量轉換效率優於傳統汽車，並可提供長續航里程，是許多汽車製造商與政府投入研發的原因。

氫燃料電池車歸納其優點：1. 零排放：氫燃料電池車只會產生水，不會排放溫室氣體或其他汙染物。2. 效率高：氫燃料電池的能量轉換效率高於傳統內燃機。3. 長續航里程：氫燃料電池車具有較長的續航里程，其動力系統效率較高，且燃料為氣體，使車輛能在不大幅增加載重的前提下，實現更長的續航里程。4. 燃料補充快：氫可迅速注入儲氫瓶，約 8~12 分鐘完成補充。

然而氫燃料電池車也有其缺點：1. 車價高：氫燃料電池車造價相較一般車輛高。2. 燃料成本高：氫氣成本高於一般石化燃料。3. 加氫站不普遍：加氫基礎設施及政策不完善。4. 安全性：氫氣的燃點低及高壓存放問題備受關注。綜觀其優劣，燃料電池車在環境永續性與汙染排放方面，具顯著優勢，雖在成本、安源性與便利性仍然存在一些限制與挑戰，但氫燃料電池車的發展儼然成為各國重點發展的趨勢項目，亦符合聯合國 SDGs 中的「潔淨能源」目標。

臺灣在氫燃料電池車的發展起步雖晚於日、韓等國，但國內研究機構正加速關鍵技術的國產化與系統整合驗證，以縮短與國際技術領先國之差距。工研院於 2023 年開始投入相關研發，本文將介紹城際氫能巴士發展現狀與經驗，供讀者對於氫燃料電池車有較進一步了解。文中主要說明燃料電池系統與城際電巴的電力及機構整合工程，並將完成整合之載具車輛，進行初步運行及能耗驗證，用以了解大型載具整合氫燃料電池之技術能量、車輛成本、未來效益、限制因素等等面向的問題，後續對車輛運輸能源走向，能有更全面的考量。

城際氫巴測試場域之驗證發展

一、燃料電池車、車用燃料電池與車用儲氫系統簡述

燃料電池車已發展數十年，隨著相關技術成熟及電動車輛的普及，氫燃料電池電動車（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV），若以動力區分車輛，只要配備電力驅動馬達之車輛即稱為 EV（Electric Vehicle），而氫燃料電池車輛亦屬 EV 一種，如圖 1 分類，FCEV 與一般純電動車輛之差異，在於車輛載具上增載了氫燃料電池系統與儲氫系統，燃料電池系統進行氫與氧反應，產生電力以驅動馬達或供電池組充電，氧氣來源為周遭空氣，而氫氣來源則是車上儲氫系統。

車用燃料電池系統，目前城際氫巴所使用之燃料電池為豐田 85 kW 燃料電池系統，包含：燃料電池堆（Fuel Cell Stack/Modules, FCM）、周邊輔助系統（Balance of Plant, BOP）及 DC/DC 三部分，

DOI: 10.30256/JIM.202604_(517).0009