煤礦重鎮山西變革發展潔淨能源　氫能更普及有助節能減排

國際社會對環保能源的使用越來越講究，氫能發展是近年被廣泛討論的新能源議題之一。各地的氫能使用已越趨普及，連內地亦加緊腳步，其中屬煤礦重鎮之一的山西省近年大力發展潔淨能源，其氫能發展步伐更不容忽視，期望在產出能源之餘亦可減少對環境的污染，其大型產業化改革的決心及推動速度實在值得各界借鏡。

撰文：資深工程師及工程師學會前任會長源栢樑

早前隨本港山西社團以醫療工程學會身份到山西參觀，筆者特別考察了當地環保能源的發展進程。山西屬內地文化明城，更是煤炭重鎮，筆者想起約40年前首次到達國內，便曾被安排到訪山西省。當年大學剛剛畢業的筆者，參加由新華社安排的師生團，到訪北京、石家莊、山西及內蒙一帶，當時對內地認識不多，事事均感到好奇，可算是最早期的「國情班」，故即使當年要由紅磡出發，乘坐三天的綠色鐵皮火車遠赴北京，睡足三天硬卧亦未言倦。還記得當時火車以煤炭推進，睡醒後一臉炭屎，倒覺有趣。

記得當年已認識到山西省位於太行山之西，故稱山西，而在山的東面就是山東省。山西地理位置優越，資源豐富，亦聞名生產煤炭，不過多年後再訪，該處已成為大力發展潔淨能源的重要省份。今次筆者隨團到訪部分能源生產基地廠房，發現當地近十年間逐漸加大力度發展氫及甲醇等新的能源，極力一洗過往所謂煤炭城鎮令人感到不潔的形象。

山西省擁有豐富煤礦資源，包括大量焦煤。山西的焦煤一般具有較高固定碳含量和較低揮發分，故適合用於焦化過程，能產生高品質的焦炭。焦炭的能量密度比原煤高，能在冶煉過程中提供更持久和穩定的熱量。而焦炭的多孔結構使其燃燒更加充分，有效減少未燃燒的殘留物，從而提高整體燃燒效率，廣泛應用於冶金工業。因此，山西焦煤是中國鋼鐵生產的重要原料，對國內冶金產業的發展起到了重要作用。煤炭產業是山西經濟的重要支柱，焦煤的開採和焦化加工為當地創造了大量的就業機會和經濟收益。但焦煤生產和使用時會產生一定污染物，故現代化生產設施通常會採取嚴格的環保措施，以減少對環境的影響。

隨著環保意識提高，煤炭的高污染性使得焦化產業面臨越來越大的環保壓力，國家提出要對減排和可持續發展的要求，促使山西企業尋求更清潔的產能方式。山西便開始探索將煤炭轉化為氫氣的技術，如煤氣化等，這樣不僅能減少碳排放，還能開發出新的能源形式。氫能被認為是未來的清潔能源，具有顯著的環保特性，加上政府政策為氫能產業發展提供了支持，包括資金投入和技術研發，鼓勵企業轉型升級。隨著氫能技術的進步和市場需求的增加，製氫成為新的經濟增長點，吸引了大量投資和技術引進。這些因素共同推動了山西從傳統的焦化產業向製氫產業的轉型，促進了地方經濟的可持續發展。

氫能發展得最早的國家之一是美國。早在20世紀中期，美國就開始進行氫能和氫燃料電池的研究，並應用於在太空船上的供電系統。隨後，德國和日本等國家也開始在這一領域展開研究和應用。不過，氫能的商業化和大規模應用是在21世紀初期才逐步推動起來的，尤其是在日本和德國的政策支持下，氫能技術得到了更快的發展。氫能發展技術雖然始於國外，但國家的生產技術也不輸外地，尤其國家在2014年提出能源安全新戰略後，各地均加強發展環保能源。

筆者在山西參觀了解到當地如何將焦煤轉化氫氣，如先以高溫令焦煤釋出煤炭氣體而往後產生氫氣。這樣將煤炭氣化或液化，即轉化成氣體或液體以達至方便運送及使用。究竟焦煤在製造焦炭過程中如何生產氫氣？根據資料，焦化進行時，焦煤在缺氧環境下加熱，生成焦炭、煤氣、煤焦油等產品，煤氣當中含有一定量的氫氣，可達百分之50。煤氣主要由以下成分組成，包括氫氣（H₂）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH₄）、二氧化碳（CO₂）及其他輕烴，而氫氣可以通過不同方法進行分離和提取。如物理吸附是利用特定材料吸附煤氣中的氫氣；化學吸附使用化學反應將氫氣從煤氣中分離出來；或變換反應是通過水煤氣反應進一步生成氫氣。生成的氫氣會被收集及儲存備用，使用時是透過配合燃料電池發展技術，將儲存的氫注入電池內與氧氣結合，便能產出電能，供不同用家使用，特別是適用於電動車作為燃料。而產能期間只排放潔淨的水，避免了燃燒煤炭或汽油帶來的環境污染，故被視為效能甚高的潔淨能源。

據當地專家透露，山西省近十年間發展迅速，其以在中國的氫能產業中逐漸崭露頭角，潛力及發展前景不容忽視。隨著技術和政策的進一步落實，山西的氫能產業有望快速增長，可謂掀起了一場「能源變革」。而可再生能源技術的進步，氫能得以受到廣泛關注，成為清潔能源轉型的重要一環。氫能的應用仍在不斷發展，特別是在交通運輸和儲能領域。其實除了巴士等交通運輸工具，本港能源使用量較大的建築物，包括醫院等廿四小時運作的設施，亦值得積極考慮增加或引入氫能的使用，減少對地球的污染及影響市民健康之餘，有助本港整體進一步達至碳中和，若能在本港廣泛推廣，長遠亦能降低使用清潔能源所需的成本。

《01醫務所》與資深工程師源栢樑合作，逢周一推出專欄「源途有你」，分享工程與醫療的大小事。

源栢樑一直以推動工程界專業發展為己任，是香港工程師學會前任會長。數十年專業路途，著實值得回憶，亦深信後來者或可從中領會工程專業要點所在。源途有你，就讓大家一起體會。