【經濟變．辨．辯】我國淨煤技術發展與產業化策略介紹
陳彥豪、劉婉柔、曾律綺 (2011/07/06) 《台經月刊第34卷第7期》
現今全球的經濟發展依賴著大量的化石能源，不但加速地球資源的耗竭，每年還排放約300億公噸二氧化碳（約80億公噸碳）。依據目前的能源消耗速度，煤的存量約可使用133年。「京都議定書」於2005年生效之後，各國莫不積極尋求潔淨的替代能源，發展新能源技術及推動溫室氣體管制機制，以降低溫室氣體排放量。對於我國而言，在可預見的未來數十年，煤炭等化石燃料仍將為我國初級能源的主要來源之一，後續如何潔淨的使用燃煤以防止或減緩溫室氣體排放，將是未來能源利用的重要課題。
淨煤與二氧化碳封存技術推動的挑戰
煤蘊藏豐富，因此未來100年將繼續是主要的初級能源，為減少使用燃煤造成的二氧化碳排放，需以安全和節約的方式封存二氧化碳。亞洲地區煤礦資源豐富，低熱值煤的價格長期低廉且穩定，因此利用淨煤科技，降低石油依存度是台灣可思考的方向。二氧化碳捕捉和封存(Carbon Capture and Storage, CCS)是指將二氧化碳從工業或相關能源的來源分離出來，運送到封存地，使其長期與大氣隔絕的過程。二氧化碳大型排放源包括火力發電、煉鋼、水泥、石化、油氣開採與提煉等產業，封存方式則有：地質封存（封存在地質構造中，例如石油和天然氣田、廢棄礦坑以及深層陸地鹽水層構造），海域封存（注入海底800~1,000公尺、2,000公尺、3,000公尺及4,000公尺等深度）以及將二氧化碳固化成無機碳酸鹽。淨煤與二氧化碳封存技術目前正處於發展階段，國際間正透過各種示範計畫，就技術面、財務面、法規面與公眾接受度等課題進行研究。
（一）技術發展課題
淨煤與二氧化碳封存技術可分為捕獲、輸送與封存三大部分（圖1）。捕獲部分可應用在前述之化石能源電廠、天然氣二氧化碳減量和其他工業製程；輸送部分主要可分為利用管線或特殊船舶，輸送地點可能為枯竭天然氣田、地下鹽水層或進行提高當地石油採收率(EOR)。捕獲部分主要技術課題在於新技術導入、增大比例(Up-Scaling)、意外洩漏與擴散；輸送部分主要技術課題在於腐蝕、材料選擇與結構完整性、流動保障。二氧化碳封存主要技術課題在場址限定條件、封存表現與監控及確認。目前商轉規模設備多為燃燒後捕獲技術，以胺作為溶劑，從大量煙道氣進行捕獲。由於煙道氣二氧化碳濃度較低，因此整個過程需消耗較多能源（電廠總發電量降低），並需裝設大型設施（例如氣體分離柱）。另在技術面之挑戰，則有使用溶劑成本與後處理的課題，與這些使用過的胺對健康與環境安全所產生的不確定性。
圖1 淨煤與二氧化碳封存技術發展課題
（二）商業化挑戰—成本與財務課題
淨煤與二氧化碳捕獲、封存技術可分成二氧化碳的捕獲、輸送、封存與監控等四大部分，個別活動成本有相當大之差異。捕獲每噸二氧化碳成本約20~50美元，傳送每噸二氧化碳成本約1~10美元，封存每噸二氧化碳成本約2~8美元，監控每噸二氧化碳成本約0.1~0.3美元（表1）。此外，無論是二氧化碳捕捉、氣體壓縮、運送和封存，所有過程都需消耗能量，每一步驟都會降低發電廠整體的發電效能（約20~25%），而鋪設新的管線將二氧化碳運送至封存場址的成本十分昂貴，增設碳捕獲設備到現存的發電廠所需投入的成本也非常龐大。二氧化碳交易成本約15歐元，因此整體而言，目前淨煤和二氧化碳捕獲與封存技術成本仍高，尤其碳捕獲占總成本的比例最高（約40~50%），若要將此技術商業化，需導入新技術降低捕獲成本。
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