為何山梨縣正成為日本的氫能實驗室
在富士山腳下，山梨縣已成為綠氫技術的實地試驗場。氫能在日本各地日益受到關注，被視為化石燃料的替代能源。在山梨縣，這股趨勢尤其明顯。從汽車與引擎製造商，到飲料、輪胎和工具機業者，各行各業的企業開始將氫氣納入能源組合。山梨縣擁有豐沛的再生能源、研究基礎設施，以及積極的公私協力，這種條件組合相當難得。
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山梨縣的優勢在於日照充足、能源研究資源集中，以及支持計畫從實驗室走向工廠的政策。位於甲府的米倉山地區，擁有日本發展最成熟的太陽能發電聚落之一，以及次世代能源系統研究村。縣府首長支持氫能試辦計畫，將白天的太陽能發電與長時間儲能及工業熱能結合，讓當地得以在實際運轉條件下驗證技術，再進一步擴大規模。由山梨縣與企業合組的山梨氫能社會（H2-YES），則協助統籌示範計畫並媒合主要客戶。
山梨縣的 Power to Gas 系統實際如何運作
Power to Gas（簡稱 P2G）是利用電力將水分解為氫氣和氧氣，藉此把再生能源轉換成氫氣。山梨縣採用固體高分子水電解技術。太陽能發電量充足時，多餘電力便會供給電解槽。接著，氫氣可以壓縮或液化，並儲存在槽罐中。與電網中的電子不同，儲存的氫氣可以用卡車運送、透過短距離管線輸送，也可以在需要時轉換回電力和熱能。如此一來，間歇性的太陽能就能成為工廠、倉庫和地方社區可彈性運用的能源。
山梨模式 P2G 技術由日本政府綠色創新基金支持，並由國家研發機構 NEDO 委託相關工作；山梨縣與東麗、東京電力控股及高岳東光共同開發。縣內三得利白州廠區正在興建一座以此系統為基礎的 16 百萬瓦設施，規劃使用再生電力和當地水源運作，讓產出的氫氣在使用時不會排放溫室氣體。三得利與縣府合作夥伴提供了計畫詳情，請參閱這份官方概述。
三得利 16 百萬瓦綠氫計畫解析
2022 年 9 月，三得利控股與山梨縣簽署基本協議，計畫為白州蒸餾所和南阿爾卑斯白州水工廠減碳。計畫核心是一座 16 百萬瓦 P2G 設施，將使用再生電力電解水，在廠區生產綠氫。公司將把氫氣作為廠區營運的潔淨熱源，並計畫與周邊社區共享供應。
設施預計於 2025 年開始運轉。第一階段將以氫氣驅動鍋爐進行加熱殺菌，並支援白州蒸餾所的試驗性蒸餾作業。自 2027 年起，三得利計畫在日本經營完整的綠氫價值鏈，不只生產氫氣，也負責配送與銷售。公司將與巴莫商會（Tomoe Shokai）合作物流，預計在山梨縣及東京提供配送服務。公司也在研究於其他設施導入氫能的用途，例如愛知縣的知多蒸餾所和兵庫縣的高砂工廠。
這項計畫是在一項原定於英國蒸餾所推動的氫能計畫未能進展後展開，促使資源轉向國內部署。在日本，政策環境和山梨縣的地方合作夥伴關係，為建置、營運並驗證完整價值鏈提供明確途徑，涵蓋再生電力到氫能供熱與發電。
JERA 合作案與全天候無碳電力測試
2023 年 11 月 22 日，山梨縣與 JERA 簽署基本協議，合作打造區域氫能價值鏈。JERA 是日本按發電占比計算規模最大的發電業者，目標是結合再生能源與使用氫氣和氨的零排放火力發電，供應全國約 30% 的電力。這項合作旨在整合山梨縣的 P2G 系統與 JERA 的燃料價值鏈及發電資產，確保無碳電力和氫基燃料穩定生產與供應。合作案公開概要請見：JERA 合作案概述。
米倉山規劃興建新型氫能發電設施，並透過示範測試向當地企業供電。計畫目標是證明無碳電力能持續供應，方法是在日落或雲層遮蔽陽光時，以氫燃料渦輪機或燃料電池補足太陽能發電。如果這套做法能在縣級規模奏效，就有機會為需要全天候穩定電力的工廠提供範本。
從太陽能到儲能：米倉山樞紐的發展
山梨縣在米倉山推動太陽能建設的規劃可追溯至 1990 年代初期，當時原本打算藉此吸引企業進駐。泡沫經濟破裂後，當地土地轉而成為與東京電力合作設置大型太陽能板的基地。這也為下一階段發展奠定基礎。到了 2021 年，縣府啟動 P2G 計畫，透過固體高分子水電解技術，將多餘太陽能轉換成氫氣。早期系統會將氫氣液化，儲存在現場的專用槽罐中，再以拖車運送至需要之處，例如使用燃料電池作為備援與尖峰用電的商店。
下一步是擴大電力來源，不再只依賴單一太陽能供電，而是使用標準電網電力組合中的認證再生電力，包括水力、風力和地熱。如果能在使用地按需製氫，就能減少儲存需求、降低運輸成本，也有助於降低綠氫成本。山梨縣的工程師也在研究供熱和發電以外的工業用途，例如以綠氫取代氦氣，用於半導體製程清洗。
目前有哪些業者使用氫氣
三得利白州廠區是山梨縣的主要客戶，規劃使用氫氣進行加熱殺菌，並試驗以直火蒸餾威士忌。飲料業以外，輪胎產業也開始嘗試在廠區生產氫氣，用於製程供熱與汽電共生，顯示氫氣在更廣泛工業市場的應用潛力。
運輸也是發展動能強勁的領域。日本政府支持重型車輛採用燃料電池，並提供資金協助汽車製造商擴大燃料電池產能。多項計畫著眼於氫燃料卡車，這些卡車可在離峰時段於車隊基地加氫，使用再生電力充沛時生產的綠氫。這些努力符合日本 2050 年實現碳中和的承諾，也有助於降低對進口化石燃料的依賴。
成本、效益與限制
電解製氫耗能相當高。生產 1 公斤氫氣通常需要約 50 至 55 度電，壓縮或液化還需要額外能源。一座 16 百萬瓦電解槽若以滿載功率連續運轉一整天，約可生產 7 至 8 公噸氫氣。實際產量取決於運轉週期、維護時段，以及再生電力供應量。山梨縣的策略結合廠區太陽能、來自電網的再生能源和儲能，讓設施能在電力潔淨且價格低廉時運轉。
成本仍是核心挑戰。在日本，批發電價和電網費用可能偏高，限制了過去的氫能試辦計畫。利用原本可能遭限電的太陽能，或將運轉時間移至需求低的時段，都能降低每公斤氫氣的成本。提升電解槽效率和擴大產量，也有助於逐步降低價格。
供水和安全是兩項實務課題。每生產 1 公斤氫氣，電解過程約消耗 9 公升水，淨化作業還需要額外用水。白州地區以優質地下水聞名，當地飲料業也使用這些水源，因此更凸顯審慎管理資源與回收再利用的必要性。氫氣處理需要嚴格遵守通風、洩漏偵測和人員訓練規範。可燃性可能引發社區疑慮，正如海外擬議計畫的公共辯論所顯示，因此必須做好溝通，並遵循嚴謹的設計標準。
山梨模式能否擴展至縣外
山梨縣正在驗證的架構以區域發展為設計核心，透過短鏈供應串聯當地再生能源、電解製氫、儲能與終端使用者。下一階段將把氫氣送往東京，連結首都這個主要需求中心與首都以西山區生產的綠氫。JERA 示範全天候無碳電力若取得成功，也將為產業提供不依賴化石燃料、又能穩定供電的範本。合作詳情可參閱 JERA 的計畫概述。
這項工作已引起國際關注。海外訪問團曾參觀山梨縣的研究樞紐和工業試辦設施，部分地區也正計畫借鏡日本經驗，設立綠氫卓越中心。訪問行程涵蓋燃料電池車、研究實驗室和縣內生產設施等技術。這類經驗交流，加上國家政策支持，顯示地方試驗場如何影響境外更廣泛的計畫。
重點整理
- 山梨縣正成為日本的綠氫試驗場，串聯豐沛的太陽能與氫氣生產、儲存及工業應用。
- 山梨模式 Power to Gas 系統採用固體高分子水電解技術，將再生電力轉換成氫氣，讓間歇性的太陽能成為可彈性運用的能源。
- 三得利與山梨縣正在白州蒸餾所和南阿爾卑斯白州水工廠興建一座 16 百萬瓦電解槽，預計於 2025 年開始運轉。
- 自 2027 年起，三得利計畫經營完整的氫能價值鏈，包括透過與巴莫商會合作物流，在山梨縣和東京配送及銷售氫氣。
- JERA 與山梨縣於 2023 年簽署合作協議，將打造區域氫能價值鏈，並示範結合太陽能與氫燃料發電、全天候供應無碳電力。
- 米倉山是山梨縣的研究與部署樞紐，發展從大型太陽能板延伸至可生產、儲存和運輸氫氣的 P2G 系統。
- 飲料業以外的工業使用者，包括輪胎製造業者，也正試辦廠區綠氫，以減少製程供熱排放。
- 日本國家計畫支持氫能應用於重型車輛，提供資金擴大燃料電池產能，並推動氫燃料卡車發展。
- 一座 16 百萬瓦電解槽在滿載功率下每天約可生產 7 至 8 公噸氫氣，但實際產量取決於運轉方式。
- 主要挑戰包括電力與電網成本、用水量、儲存和物流，以及嚴謹的氫氣處理安全規範。
- 山梨縣的模式以區域發展及複製推廣為設計方向，計畫供應東京，也吸引越來越多國際訪問團前來了解。
