◎ 林仁斌
在永續發展與淨零碳排趨勢下，氫能源因燃燒後僅生成水與無碳排的特性，被認為是具環境親和力且有潛力的綠能選項之一，因而受到廣泛重視。
氫能源因燃燒後僅生成水與無碳排的特性，被認為是具環境親和力且有潛力的綠能選項之一。（freepik.com）
目前在各式的產氫技術中，最普遍的綠氫來源是以太陽能或風能等再生能源產生的電力電解水所得到的氫氣。另一值得開發的綠氫路徑則是生物產氫技術，其能透過微生物轉化有機物而產出氫氣。
生物法產氫的有機物原料可來自廢水或固體廢棄物，可在常溫常壓的簡單反應器系統下操作，具有資源回收再利用與能源消耗少的特點，成本低且減碳效果更佳，因而也受到不少關注。
中山大學研究團隊研發的「鹼性電解海水製氫原型機」克服氯氣有毒，以及海水腐蝕等兩大問題，提升大規模製氫的可行性。（中山大學提供）
目前生物產氫技術主要包括光合作用、光醱酵和暗醱酵等三種方法，不同的生物產氫方式具有各自不同的特點。光合作用產氫具有以水為原料、光能轉化率較高的優點，但其產氫速率仍是低於光醱酵與暗醱酵產氫；暗醱酵產氫速率雖然比光醱酵產氫來得高，但受限於原料轉化率低以及產物抑制作用顯著，使得其產氫效率並不如光醱酵產氫；光醱酵產氫則因需要在光照環境下進行反應，使得要實現製程放大相較不易。
就技術現況而言，除了暗醱酵產氫外，目前的生物產氫技術大都仍處於實驗室研發階段，而暗醱酵產氫就算是以連續式攪拌槽操作也只能得到偏低的氫氣產率，尤其是使用具有固體形態的有機物料源時，尚無法在短滯留時間內將固體有機物完全分解並利用。
儘管生物產氫技術具有相當大的應用與發展潛力，但仍面臨著一些挑戰。目前生物產氫方法的氫氣產率普遍較低，因此亟需加強基礎研究與技術創新，深入探究並解決生物體系的穩定性、產氫效率、以及生產成本等問題。
另外，政府部門更應加強支持力道（包括資金投入、政策激勵與導引等），先期建立完善的法令規章和技術標準。在能源回收與經濟效益的考量下，生物產氫技術的未來發展除了使用低成本的有機廢棄物並搭配更合適生物系統的關鍵技術開發外，也應朝向生物精煉生產綠色化學品的系統發展，並積極擴大生質物來源以及生物系統產製氫氣或合成高值化化學品的試驗規模與實務應用。
為了邁向氫經濟的未來願景，積極投入生物產氫技術的研究突破與應用推展，有著重要的現實意義和長遠價值，它不僅有助於循環經濟與綠色能源轉型，更能真正實現環境的永續發展。
（作者為台灣環境保護聯盟學術委員）
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