398期2025年08月號
出版日期:2025/08/15

觀念探索 Insights & Trends
地廣人稀的納米比亞,力圖善用豐沛的風能與太陽能潛力,讓整體國家發展動起來。
文/羅森(JONATHAN W. ROSEN) 翻譯/連育德
本刊取得美國麻省理工學院Technology Review期刊圖文授權。
3月某天午後,米切斯(Johannes Michels)身處全球最古老的沙漠裡,望向一排又一排的太陽能板。這些太陽能板占地約40座足球場,延伸至遠方的鋸齒狀山脈,矗立於赭紅色的沙地與萬里無雲的藍天之間。米契斯左側有一棟建築物,裡頭擺放了一台產能達12百萬瓦的電解槽,外型彷彿兩顆放大版的AA電池,能將水分解成氫氣(H2)與氧氣(O)。在他身後,則是這座沙漠工廠的關鍵專利技術:氫氣從水電解出來後,會在一座旋轉窯爐與鐵礦石混合,提煉出純鐵,亦即鋼材的主要成分。
過去300年來,工廠普遍使用化石燃料冶煉鐵礦,但氣候因此付出沉重代價。根據國際能源總署(International Energy Agency)數據,鋼鐵產業目前占全球二氧化碳排放量的8%。還原鐵礦石的過程需要把氧原子從氧化鐵分離出來,而現年39歲、身為氫鐵公司(HyIron)執行長米契斯說:「要打破鐵與氧的結合,需要動用大量能源。」他的公司正是這項開發案背後的新創企業。
事實證明,以氫氣煉鐵的碳排密度更低。米契斯解釋說,氫氣不同於煤炭或天然氣,在反應過程中不會產生二氧化碳,而是釋放出水氣。此外,如果這個氫氣的電解過程採用再生能源電力,而非以傳統的天然氣與蒸氣混合產生,就是所謂的「綠氫」,整個過程對氣候的影響微乎其微。
在我拜訪一個月後,氫鐵公司開始批次試產。它跟全球其他少數幾家公司一樣,看好綠氫有助於規模高達1.8兆美元的鋼鐵產業減少碳排。但讓它與眾不同的,是公司所在地。氫鐵公司的窯爐設計與原型出自德國,但生產據點卻位在德國以南逾5千哩外的納米比亞。這個前德屬殖民地在1915年至1990年由南非統治,國內工業不發達,而且距離全球幾個鐵礦進口大國相隔一、兩個海洋。然而,納米比亞擁有極為豐沛、尚待開發的風能與太陽能資源。有研究指出,拜這些資源之賜,該國生產氫氣與衍生物(鐵、氨、低碳航空燃料等)的成本相對低廉,不輸全球其他地方。米契斯說,氫鐵公司所處的納米布沙漠(Namib Desert),距離大西洋海岸僅50哩,每年平均只有30個小時的陰天,能源潛力「驚人」。
經濟學背景出身的米契斯,會成立氫鐵公司是新冠疫情的推波助瀾,當時他家族經營的狩獵旅館生意清淡,讓他有機會成立這家公司當副業。但他並不是唯一胸懷氫能大計的納米比亞人。2021年,氫能被政府視為潛在的「顛覆型策略產業」,便在全國掀起熱潮。目前處於規劃或已經動工的氫能建設計畫至少還有9項,其中一項位於納米比亞南部,更名列全球最大綠氫投資案之一。2022年,納米比亞政府公布《綠氫與衍生物策略》(Green Hydrogen and Derivatives Strategy),規劃在北中南沿海地區設立3條「氫能走廊」,目標在2050年前達成1,000萬至1,200萬噸的年產能,相當於目前全球年產氫氣總產能的1成以上。根據這項策略,氫能產業最快在2030年可望創造8萬個就業機會,並透過稅收、權利金,以及多項投資案產生的連鎖效應,帶動國內生產毛額(GDP)成長30%。
就算最終上線的產能只有一小部分,對納米比亞經濟仍舊是一劑強心針。然而,這畢竟是一場豪賭,因為綠氫技術尚在起步階段,相關產品的長期需求仍舊不明朗。有些批評人士擔心,投入尚未商業化的技術,恐怕會消耗政府資源,反而忽視了其他更迫切的問題,例如飢餓現象依然普遍,以及國內電網只連到半數家庭。南部海岸那項規模最大的開發案,尤其備受爭議,因為初期資金至少就要100億美元,逼近納米比亞目前的國內生產毛額。這項投資案也引發環保爭議。根據現行規劃,多數基礎設施將設在一處國家公園內,但納米比亞最高環境監管機構說,此處擁有「非洲南部最敏感的生態系統」。
「以我們這樣的小國而言,投入這場全球競賽的風險其實不小。」納米比亞發展信託基金(Namibia Development Trust)執行董事鄧佩斯(Ronny Dempers)說。該組織推廣由在地社區主導自然資源的管理。
扮演氫能策略最大推手的納米比亞總統根哥布(Hage Geingob)去年過世,更為氫能發展增添變數。新任總統南迪-恩戴特瓦(Netumbo Nandi-Ndaitwah)在今年3月上任,雖然同屬一個政黨,但我從多位熟悉她想法的人士得知,她對開發石油與天然氣更有興趣。
儘管如此,氫鐵公司的成立仍舊為氫能版圖注入久違的動力。
如今的問題在於,納米比亞政府、貿易夥伴,以及米契斯這樣的氫能創新者,能否攜手合作,打造出一個氫能產業,既能滿足全球的潔淨燃料需求,又能改善國內民生。
最輕的元素
以氫氣供電其實並非新概念。凡爾納(Jules Verne)早在1874年的小說《神祕島》(The Mysterious Island)中寫道,水經過「腐化」為氫與氧後,可望成為「未來的煤炭」。氫不僅是宇宙中最豐富的元素,氫氣燃燒時亦不會產生溫室氣體,而且每單位質量釋放的能量高於其他非放射性燃料,大約是煤炭的5倍、汽油或柴油的3倍。但不同於氧氣或氮氣,純氫氣無法直接從大氣中取得,因為氫氣很輕,往往會逸散到外太空。也就是說,氫氣必須從其他分子分離出來。
製氫過程向來跟「綠色」沾不上邊。目前製氫主要用於石油精煉、化肥與石化業,採用稱為「蒸氣重整甲烷法」(Steam Methane Reforming)的製程,亦即利用高溫蒸氣與甲烷(CH4)反應,過程中會釋出大量二氧化碳。正因為如此,國際能源總署認為,目前的氫氣「比較像氣候問題,而非氣候解方」。
正如凡爾納在書中所說,電解製氫在1800年前後首度實現,但電解過程需要大量能源,所以一直等到2010年代末,風能與太陽能成本大幅下降,加上各國政府採行具體措施來抑制全球暖化,企業界才開始有興趣以再生能源來電解製氫。根據國際能源總署在2023年發表的路徑圖,若要在2050年前達成淨零排放,就必須大幅擴大「綠氫」的使用。其中一部分將取代既有用途的傳統「灰氫」,但多數將用於新的應用面,例如鋼鐵生產、發電或長程運輸等,有些船隻會以氫氣為燃料,有些船隻則會使用如氨(NH3)等衍生物,後者是拿氫氣與氮氣反應製成的化合氣體。
為了促進這項轉型,多數富裕國家已訂有鼓勵政策。以歐盟為例,除了在許多產業設有化石燃料排放上限,亦規定,氫氣用量在2030年前必須有42%來自再生能源。
對許多非洲國家而言,這股趨勢代表難得的機會。根據國際能源總署,全球最有潛力的太陽能發電場址有60%位於非洲,因為這裡全年日照充足,也有大片適合建置太陽能發電廠的土地。2022年,非洲有10個國家共同成立非洲綠氫聯盟(Africa Green Hydrogen Alliance),看好非洲的氫氣與衍生物產量將逐漸增加,在2050年前占全球交易量近四分之一。
包括埃及、摩洛哥與茅利塔尼亞在內的少數北非國家,已初步規劃透過管線將氫氣輸往歐洲,有的會是新建管線,有的則會改裝自現有的天然氣管線。納米比亞距離歐洲遙遠,因此以管線輸送氫氣的經濟成本太高。以海路輸送也不具成本競爭力,因為氫氣即使儲存於高壓槽,仍舊非常占空間。有鑑於此,納米比亞計畫拿自製氫氣來生產鐵、氨與其他衍生物,這些產物的密度高,能以海運出口。
納米比亞最大的優勢在於,風能與太陽能的潛力尤其龐大。海分氫能(Hyphen Hydrogen Energy)是開發南部那項大型氫能計畫的企業,執行長拉菲內提(Marco Raffinetti)認為,該公司的場址座落於全球氫氣生產的前三大理想地點之一。他說,強勁風力是關鍵所在,當地的強風恰好發生在太陽能產量較低的時段,有助於將電力波動降到最低,進而壓低成本。納米比亞的其他賣點還包括地廣人稀、政局穩定,政府也樂於接受新的經濟機會。這裡人均國內生產毛額達4,168美元,名列非洲前十名。
只不過,納米比亞也是全球貧富差距第二大的國家,主要的原因在於南非過去在這裡實行隔離政權逾40年,其中還強制民眾遷徙。種族隔離現象至今仍然依稀可見。來到首都溫荷克市(Windhoek)的高級社區,有如洛杉磯某些郊區,居民多為白人少數族群,現代風格的住宅座落在綠樹成蔭的街道兩旁,一路延伸到周邊山丘。但大多數市民住於種族隔離時代建立的卡圖圖拉區(Katutura),意即「我們不想住的地方」,住家多為鐵皮屋,沒電也沒水。
近年經濟停滯,也是納米比亞陷入貧窮的原因。根據世界衛生組織數據,2012年至2023年間,納米比亞人均國內生產毛額萎縮達30%。鈾礦原是主要出口商品,但2011年日本福島核災後,許多國家重新評估核能使用,導致鈾礦出口陷入長達10年的低迷期。2019年,漁業傳出重大貪瀆醜聞,兩名高階官員因此入獄。隨後新冠疫情爆發,觀光業陷入停擺,又逢百年最嚴重旱災,導致近半數人口需仰賴援助。根據政府統計,2020年至2024年間,全國逾1,100人死於營養不良。如今工作機會少之又少;根據納米比亞統計局(Namibia Statistics Agency)的數據,截至2023年,每3位適齡勞動人口中,就業人數不到1人。
正是面臨這樣的困境,已故總統根哥布之前才會把目光轉向氫能。根哥布是納米比亞獨立運動的老將,2014年競選時以經濟繁榮為訴求,順利當選。然而,從1990年代以來長年研究納米比亞的經濟學者薛伯恩(Robin Sherbourne)指出,國內經濟始終停滯不前,執政黨支持度也開始下滑。
「當時綠氫剛起步,納米比亞又擁有所有基本要件。」薛伯恩說:「所以根哥布把握住機會,綠氫讓他能夠對選民說:『你們看,政府確實有在做事。』」
沙漠中的電解槽
政府公布《綠氫與衍生物策略》兩年半後,氫能產業逐漸動起來。氫鐵公司目前廠房共耗資約3,000萬歐元(約3,400萬美元),部分資金來自德國政府補助,每年可生產1.5萬噸鐵,大約可製造1萬量中型車或一棟高樓大廈。米契斯希望年產能在2030年前擴增到200萬噸,成本估計要27億美元。
另一項計畫由比利時航運公司CMB.Tech與納米比亞企業奧塞弗(Ohlthaver & List)共同開發,目前正在試產少量氫氣。第二階段將試產氨氣──目前氨主要用於生產肥料,但未來可望成為遠洋船舶的重要燃料。該計畫最終目標為投入30億美元,達到商業規模等級的氨氣生產,在2030年前達到年產能25萬噸,同時在華維斯灣港(Walvis Bay)興建碼頭,讓繞行非洲南端的船隻在這裡加注氨氣。
相較之下,海分氫能的開發案目前多是紙上談兵。儘管公司已在2023年與納米比亞政府簽署特許協議,但尚未籌得建設所需資金。然而,倘若計畫成真,最終規模將名列全球前茅:根據規劃,該案的再生能源裝置容量預計達7吉瓦(GW),是納米比亞目前發電量的10倍以上,進而在2030年前每年生產200萬噸氨氣。拉菲內提指出,海分計畫「過度建設」配套設施,以供未來位於南部氫能走廊的計畫使用。納米比亞如果要實現《綠氫與衍生物策略》的2050年目標,必須在三大氫能走廊推動相當於30個海分等級的開發案。
海分的開發版圖已經造成不少爭議。特許開發範圍涵蓋喬卡布國家公園(Tsau Khaeb National Park)面積的18%,這個保護區的面積約當美國麻州大小,棲息著紅鶴、非洲企鵝與31種原生植物,其中多數為能儲存水分的多肉植物,雨季時會長出粉彩色花朵,在沙漠形成一片花毯。
由多個環保非政府組織組成的納米比亞環境商會(Namibia Chamber of Environment),其會長布朗(Chris Brown)表示,這項計畫會對園區的「生態完整性與韌性」造成不可挽回的破壞。拉菲內提則說,海分的設施只會占特許範圍的一小部分,而且施工方式會「有如手術般精準」,避開最敏感的生態區域。
然而,批評選址不當的人並非只有環保人士。為因應氨氣出口需求,海分將擴建一座港口,緊鄰1904年至1908年大屠殺的勞改與處決營。當時,納馬族(Nama)與赫雷羅族(Herero)反抗德國,數萬人慘遭德軍殺害。根據2024年一份由兩族領袖委託調查的報告指出,擴建港口形同「褻瀆」此地遺產與當時的死者。另外惹人非議的是,海分的大股東是再生能源公司Enertrag,恰好來自德國。
除了這些敏感問題之外,納米比亞的氫能願景仍面臨許多問號。儘管沙漠氣候非常適合發電,但綠氫的另一個關鍵原料是水,偏偏沙漠缺水嚴重。氫鐵公司與CMB.Tech(以及其他幾項初期開發案)落腳的中部沿海地區,已從當地一座海水淡化廠採購多數用水,但該設施僅有部分以再生能源供電。雖然這裡與南部已在規劃興建其他淡化設施,但有些人擔心,氫能開發案可能面臨供水瓶頸。
納米比亞的氫能前景好壞,也取決於高度不穩定的全球綠色燃料市場。湯格勒(Martin Tengler)是彭博新能源財經(BloombergNEF;研究創新能源技術)的氫能研究主管,根據他的觀察,氫能產業在過去幾年已從「熱潮」淪為「幻滅」。湯格勒認為,如果少了獎勵機制,綠氫成本在全球多數地區恐怕比不上灰氫。但就算綠氫成本比較高,有些產業也可能願意採用。他指出,部分高階車廠已表示有意溢價採購綠鋼,即使車輛會漲價2%到3%也沒關係。舉例來說,供應汽車市場的德國金屬加工業者本特勒(Benteler),已承諾向氫鐵公司購買試產綠鐵。
綠氨前景也不乏變數。根據國際能源總署的路徑圖,以綠氫製成的氨氣,在2050年前可能占全球航運燃料的44%。但氨氣成本也預計持續高於傳統燃料與碳基替代燃料,例如甲醇與液化天然氣等。
海分尚未與客戶簽署具約束力的採購合約,讓納米比亞部分人士尤其憂心。為了增加海分對其他金主的吸引力,納米比亞政府入股這項開發案的24%股權,目前已投入約2,400萬歐元(2,700萬美元),由荷蘭政府提供的補助支應。然而,納米比亞未來必須負擔的建設資金預計來自貸款,形同讓納稅人暴露在投資風險之中。自納米比亞獨立以來便關注氫能潛力的能源顧問歐爾辰(Detlof von Oertzen)認為,這樣的投資模式過於衝動,尤其目前糧食、醫療與教育等民生需求又如此迫切。「我們的財政赤字龐大,不該把資源綁在可能無疾而終的開發案上。」他說。
跟許多我訪談過的民眾一樣,歐爾辰認為,政府對於氫能產量與相關就業的目標太不切實際。但他跟其他批評人士認為,氫能產業也能夠透過其他方式促進國家發展。儘管他對政府支持海分的立場抱持疑慮,但對於該公司計畫興建一座海水淡化廠,他認為將可發揮重要作用,紓解南部人煙稀少地區的缺水問題,進而吸引更多產業與人口進駐。
拉菲內提說,海分也在評估把發電高峰的剩餘電力併入電網,供在地使用。考量多數缺乏電網的民眾位於偏遠北部,此舉恐怕難以大幅改善電力普及度低落的問題。即便如此,有些人希望政府對國外金主更明確的需求,藉此縮小當地發展落差。米尼(William Minnie)是反對黨無地人民運動(Landless People,s Movement)的青年發言人,他認為,這是會不會談判的問題。「如果你們想在這裡開發綠氫,那就先解決我們的民生問題。」他說。
有些人認為,剛就任的南迪-恩戴特瓦有機會開闢出更務實的路線。她的政黨在去年競選時提出一項政見:「提高農村電力普及,確保電價的合理性」。
今年4月,南迪-恩戴特瓦出席氫鐵公司的工廠啟用儀式,席間稱許這項開發案開啟了「納米比亞工業史的新篇章」。但同時,她也承諾要開採石油與天然氣。自2022年以來,幾家業者在納米比亞近海深水區探勘後,陸續宣布發現具規模的儲量。儘管開發成本可能太過高昂,且有違納米比亞推動能源轉型的願景,但部分觀察人士認為,在綠氫充滿變數的背景下擁抱化石燃料,不失是一種避險策略,又能降低兩者的開發成本。「如果雙管齊下,這兩個產業有很多基礎設施能夠共用。」住在溫荷克市的投資顧問費德里奇(Ekkehard Friedrich)說。
儘管綠氫仍舊存在許多問號,但大家還是高度期盼。造訪氫鐵公司後,我沿著荒涼的碎石子路開車開了1小時,想要探索最近的一座城鎮。這座名為阿蘭迪斯(Arandis)的沙漠小鎮顯得沒落,附近原本座落著安頓羅辛(Rössing)露天鈾礦,規模曾是全球第一大,小鎮正是為安頓員工所建。我在當地認識了20歲的歐楚魯布(Joel Ochurub),他是礦工之子,目前正在學習機械專業。他說,納米比亞的「工作機會非常少」,綠氫雖然不見得讓人人有工作,但對納米比亞來說,能吸引愈多產業進來愈好。「你在Instagram看到有關綠氫的貼文,按讚人數都很多。」他說:「大家都很熱衷。」
羅森是一名報導非洲議題的記者。
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