潔淨能源的務實變革
氣候新聞往往聚焦於數十年後的目標，但日本各地的工業設施中，已經出現具體的轉變。2025年9月下旬，川崎重工開始銷售其所稱全球首款可使用天然氣與最高30%氫氣（按體積計）混合燃料的大型燃氣引擎。這不是實驗性原型機，而是附有完整原廠保固、既定維修時程，且可明確部署於現有發電廠的產品。對於必須在電力成本與減碳要求之間取得平衡的設施營運商而言，這項技術提供了立即可行的進展，不必徹底重建能源基礎設施。
這項產品正式上市前，曾在2024年10月起於川崎重工神戶機工廠（鄰近神戶機場）進行為期11個月的運轉驗證。工程師在真實工業負載下測試一套8百萬瓦級系統，關注的不只是燃燒穩定性，也包括氫氣供應整合、維護規範及日常安全程序等實務挑戰。2025年9月成功完成試驗，象徵這項技術從試辦計畫邁入商業產品階段，可立即部署於分散式發電應用，涵蓋工業設施及尋求低碳基載電力的地方公用事業。產業分析人士指出，這種作法有助於銜接目前對化石燃料的依賴與未來以再生能源製氫為基礎的經濟體系。
從實驗室邁向商業化
這款新引擎以川崎重工既有的Green Gas Engine平台為基礎，採用KG系列設計。該系列自2011年推出以來，全球累計接獲超過240台訂單。這項成熟的平台讓公司得以推出氫氣適用型號，在維持前代產品5至8百萬瓦輸出範圍的同時，可使用氫氣體積占比5%至30%的混合燃料。設計理念著重於轉型而非汰換，讓發電廠營運商可先使用一般天然氣或都市瓦斯，再隨著供應鏈成熟、綠氫產能擴大，逐步提高燃料中的氫氣比例。
這次上市與先前氫能示範計畫的不同之處，在於具備改裝能力。過去十年安裝的既有KG系列引擎，只需對機組和周邊設備進行有限度改造，就能升級為氫氣混燒規格。對電廠管理人員而言，這代表多年前投入的資本不會立即成為閒置資產。改裝方案讓設施能延長現有基礎設施的使用年限，同時逐步減少排放；對於面臨減碳壓力、又不能影響電網可靠度或投入數十億美元全面汰換設施的產業而言，這點至關重要。
這款型號為KG-18-H的引擎，以KG-18-T都市瓦斯引擎架構為基礎。川崎重工將氫氣混合比例控制系統設計為只需對既有引擎本體進行最少改動即可整合，確保KG系列經驗證的可靠性不受影響，同時增加燃料使用彈性。這種工程設計採用了現有240多台機組逾十年的運轉數據，降低導入新型燃燒技術通常伴隨的技術風險。
為氫能未來打造工程解方
相較於以甲烷為主的天然氣，氫氣帶來不同的工程挑戰。氫分子小得多，能穿過可有效阻隔較大甲烷分子的密封件與接合處。氫氣可燃的燃料與空氣比例範圍也更廣，且燃燒速度與火焰溫度更高，使傳統引擎設計面臨異常燃燒及過熱風險。要投入商業運轉，必須先全面強化安全措施與燃燒控制系統。
川崎重工以多層防護措施因應這些問題。系統在燃料管線周圍，以及可能累積氣體的封閉區域設置氫氣洩漏偵測器。啟動、停機或發生故障時，氮氣吹掃系統會清理燃料管線，避免形成爆炸性混合氣體。工程師也重新設計管線配置，減少可能發生洩漏的法蘭接頭數量，以因應氫氣容易從微小縫隙逸散的特性。在為期11個月的驗證期間，這些安全系統接受嚴格測試，確保能在維持運轉效率的同時，妥善管理工業環境中的氫燃燒特有風險。
燃燒控制系統會根據發電輸出與燃料混合物中的即時氫氣含量，動態調整運轉條件。這項功能不可或缺，因為氫氣燃燒速度約為天然氣的7倍，若控制不當，可能導致爆震或提前點火。透過依據氫氣特性調控燃燒過程，引擎可在氫氣混合比例5%至30%的範圍內穩定運轉，同時維持原KG系列所具備的高效率與低氮氧化物排放特性。
海運應用逐步成形
這項轉型技術正從固定式發電廠拓展至航運業，排放規範與燃料成本持續推動產業創新。2025年10月28日，川崎重工、洋馬動力解決方案公司及日本引擎公司等組成的聯盟宣布，全球首度完成船舶用氫燃料引擎的陸上運轉測試。這項示範在日本引擎公司總部進行，運用新開發的液化氫燃料供應系統，為數種遠洋船舶用引擎提供燃料，經費來自日本綠色創新基金。
川崎重工與洋馬提供的兩款中速四行程引擎，在測試期間達到額定輸出，並穩定以氫氣燃燒。大型貨櫃船常用的低速二行程主引擎，則預定於2026年春季開始運轉。三款引擎皆具備雙燃料能力，船員可視港口燃料供應情況，在氫氣與傳統柴油之間切換。這種彈性能因應目前全球氫燃料加注基礎設施尚未完備的現況，確保船舶在無氫氣供應時仍可運作，並在燃料充足時降低溫室氣體排放。
這項海事計畫由日本綠色創新基金提供經費。該基金由新能源與產業技術綜合開發機構（NEDO）管理，投入約2兆日圓，支持日本實現2050年碳中和目標所需的技術。這些雙燃料引擎代表務實的海運減碳方案，也承認未來數年國際航線可能無法穩定取得氫氣。這項技術讓船舶可在條件允許時使用氫氣，必要時改用柴油，提供與固定式發電應用相似的轉型途徑，讓產業得以立即開始減排，同時等待基礎設施跟上。
建構氫氣供應鏈
引擎需要燃料，而氫氣供應鏈仍是大規模採用的關鍵瓶頸。川崎重工與日本氫能公司正視這項依賴，於2025年11月27日在川崎市扇島為川崎液化氫接收站舉行動土儀式。這座設施將成為全球首座商業規模液化氫接收站，配備5萬立方公尺儲槽、船舶裝卸設施、液化設備及卡車調度設施。預計約於2030會計年度開始營運，為進口海外生產的氫氣並供應國內產業建立骨幹。
接收站將由一艘新型液化氫運輸船供應，運載量約4萬立方公尺，遠大於先前從澳洲試運氫氣的「氫能前線號」。液化氫須在攝氏零下253度儲存，處理方式特殊，但在海運方面具有較高能量密度的優勢。川崎重工氫能策略部門主管野村圭強調這項基礎設施的戰略重要性，並說明公司的長期願景：
液態氫是實現永續能源社會的重要關鍵
液化氫處理技術近期也有進展，包括與神戶製鋼合作開發的中間流體氣化系統。這項技術可回收液態氫的極低溫，用於工業冷卻、資料中心空調及冷凍應用，同時有效將燃料轉化為引擎可用的氣體。透過在氫氣維持液態時加壓，系統大幅降低輔助耗電，也就是維持廠區運轉所需的能源，讓氫能發電首次具備商業規模的經濟可行性。
實際運轉驗證與碳排追蹤
這項技術已不再只於神戶機工廠的受控環境中測試，也開始投入實際運轉，並接受第三方驗證。在姬路一號發電廠，關西電力、川崎重工與BIPROGY已導入日本首套氫氣混燒即時碳排追蹤系統，並由國際認證登錄機構與驗船協會DNV驗證。這套監測系統持續稽核排放，確保減碳聲明可由獨立機構查證，而非僅是理論推估。
這種透明度能回應監管機關與投資人日益增加的要求，為減排成果提供有據可查的證明。系統會追蹤使用氫氣混合燃料所發電力的具體碳排強度，建立可稽核紀錄，用於碳盤查及永續報告。隨著氫氣混燒從早期採用者的設施擴展至更廣泛的工業應用，此類驗證機制可能成為標準要求，為碳權市場與法規遵循報告提供必要的可信度。
驗證系統採用先進感測器與區塊鏈紀錄，防止排放數據遭竄改，確保設施報告準確反映30%氫氣運轉預估每年減少約1,150公噸二氧化碳排放的成果。對於必須證明符合日益嚴格的環境法規，同時維持在關注工業排放的社區中營運所需社會信任的電力公司而言，這項獨立驗證至關重要。
轉型的經濟效益
氫氣占比30%這個門檻，是在減排效益與基礎設施相容性之間仔細權衡的結果。氫氣濃度在此範圍內時，混合燃料可透過既有天然氣管線輸送，不會造成金屬脆化，也不需要大幅改造密封件與閥門。對營運商而言，這代表無須更換地下輸送管線或儲槽即可採用，大幅降低投入的資本門檻。引擎以30%氫氣比例運轉時，每年可減少約1,150公噸二氧化碳排放，約相當於420戶家庭一年的排放量。
不過，這項轉型仍會循序漸進。短期內，許多買家可能主要使用天然氣或柴油運轉，因為大規模氫氣供應仍在發展中。KG系列氫氣適用引擎正式上市，解決了氫能經濟面臨的部分「先有雞還是先有蛋」問題，帶動需求隨供應鏈成熟而逐步成長。電廠營運商可立即購置引擎，以100%天然氣運轉，並隨著供應增加、成本下降，逐漸轉向使用更高比例的氫氣混合燃料，既保障投資，也為邁向低碳未來做好準備。
展望未來，川崎重工計畫持續推進整條供應鏈的氫能相關技術，涵蓋生產、運輸、儲存與利用。公司認為，這些引擎是日本發電部門減少碳排的重要產品；該部門約占全國二氧化碳排放量的40%。川崎重工提供的方案務實且可改裝，既能配合當前基礎設施，也能使用未來燃料，藉此將技術定位為銜接現行能源系統與2050年碳中和社會目標的橋梁。
重點整理
- 川崎重工於2025年9月30日開始商售全球首款可混燒30%氫氣的大型燃氣引擎，先前已完成11個月的運轉驗證
- 這款8百萬瓦級引擎可使用天然氣或都市瓦斯與最高30%氫氣（按體積計）混合的燃料，每年可減少約1,150公噸二氧化碳排放
- 自2011年推出以來，平台已有240多台KG系列引擎投入使用，皆可改裝以支援氫氣混燒，保障既有基礎設施投資
- 安全系統包括氫氣洩漏偵測器、氮氣吹掃系統及重新設計的管線，以因應氫氣高度易燃且分子體積小的特性
- 川崎重工與洋馬、日本引擎公司組成聯盟，推進船舶應用；雙燃料引擎可在氫氣與柴油之間切換
- 位於扇島、預計2030年投入營運的川崎液化氫接收站，將成為日本首座商業規模液化氫進口與儲存設施
- 姬路一號發電廠已導入即時碳排追蹤系統，並由DNV驗證，為氫氣混燒提供獨立排放稽核
