【產業動態SNG 】煤製天然氣國際現況與台灣發展可行性初探
馬雲亭 (2013/05/16) 《台經月刊第36卷第5期》
煤製天然氣是由煤炭經氣化及甲烷化後轉成的天然氣，在其製程中除了天然氣以外，亦會產生石腦油、焦油、硫磺、氨水、粗酚等具價值的副產品。此技術適合本身無自產天然氣且進口天然氣價格昂貴的國家，若該國家又富含煤炭資源，則更具備發展煤製天然氣優勢。煤製天然氣在美國已有成功的商轉技術，可利用現有的天然氣輸送管線將煤製天然氣送至現有電廠進行發電，亦可作為工業及民生使用。煤製天然氣可取代天然氣，將煤炭資源作最大限度的有效利用，然而煤炭的使用對環境所造成的負面影響較大，若輔以二氧化碳捕獲與封存技術，則可將煤炭轉化為「淨煤」，也就是在煤製天然氣製程中加入碳捕獲設備並進行二氧化碳封存，除可減少二氧化碳排放，亦可降低硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)與懸浮微粒排放，將煤製天然氣轉化為對環境友善的清潔能源。其中，碳捕獲與封存技術已於聯合國氣候變化綱要公約第18屆締約國會議(UNFCCC COP18)中，接受為清潔發展機制(CDM)之選項（注1）。根據全球碳捕獲與封存研究院(GCCSI)於2013年發表的全球碳捕獲與封存發展現況報告顯示（注2），2012年全球因碳捕獲與封存技術減少的二氧化碳排放量將近2,500萬噸。Visiongain公司分析，碳捕獲與封存市場規模2013年將達到77.8億美元（注3）。
我國新能源政策以「確保核安、穩健減核、打造綠能低碳環境、逐步邁向非核家園」作為總體能源發展願景與推動主軸，其中以擴大燃氣使用彌補電力供應與減碳缺口，然而受限於液化天然氣採購儲存成本、安全存量、供應穩定度等因素，液化天然氣有其供應安全問題。此外，天然氣進口價格高昂，而煤炭資源較為豐富且價格相對穩定，建議參考國際間用以解決油與氣問題的煤氣化技術，透過可靠性高且已達工業規模的煤氣化系統配合二氧化碳捕獲與封存技術，將煤炭轉化為對環境友善的乾淨氣體燃料取代液化天然氣的使用，以達成兼顧「能源、環保與經濟」三個面向，提高我國能源安全之重要課題。
煤製天然氣國際發展現況
綜觀全球，整理幾個代表性國家的煤製天然氣發展策略如下：
（一）美國
煤製天然氣最早是由美國於1980年代開始發展，當時由於美國新建燃氣電廠使得對天然氣的需求提升，在其自有資源的限制下致使美國對於進口天然氣依存度提高，進一步導致天然氣價格攀升。在天然氣需求增長及其價格居高不下之際，美國開始考慮發展其他天然氣替代品，因此在具備豐富的煤炭資源下，開始煤製天然氣技術的研究發展。茲彙整美國發展煤製天然氣的考量因素有：(1)煤炭為美國最豐富的能源資源；(2)天然氣為最方便且乾淨的能源；(3)具備完善的天然氣輸送網絡；(4)美國缺乏自產天然氣；(5)天然氣需求提升使得對進口天然氣的依存度提高；(6)天然氣的成本顯著提升；(7)煤製天然氣製程的競爭力持續提升；(8)美國煤層氣(Coal Bedded Methane)產量持續提升。
美國Great Plains Synfuels Plant (GPSP)的商轉計畫已營運將近30年，為全球第一個商轉級的煤製天然氣計畫，同時也是第一個結合二氧化碳捕獲與封存技術的煤炭製程。該計畫主要利用褐煤(lignite coal)製造煤製天然氣(synthetic natural gas)，亦生產二氧化碳、無水氨(anhydrous ammonia)、硫酸銨(ammonium sulfate)、氪氣(krypton)及氙氣(xenon)等惰性氣體、甲酚酸(Dephenolized Cresylic Acid)、液化氮(Liquid Nitrogen)、石腦油(Naphtha)與苯酚(Phenol)等副產品，並透過持續進行製程重設計、修復與改善使該廠更具生產力。
美國過去因屬天然氣進口國，早於能源危機時期即開始發展煤製天然氣，現因頁岩氣的發展已擁有龐大自產天然氣，故煤製天然氣技術開發必要性大幅降低，但其豐富的煤藏量，亦可用於發展煤製天然氣以創造額外優勢。2007年美國國家能源技術實驗室(NETL)發表的報告中亦證實，工業設施加裝氣化爐以製造煤製天然氣是可行的，且許多工業廠址可藉由利用相對較小的氣化系統製造煤製天然氣、電力、氫氣或合成氣而獲利。
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