《綠氫能時代》系列二
文／蔡百蕙 影音／謝婷婷
火力發電能不能做到零碳排？在追求綠生活的世界趨勢中，英國人宣佈將進入無煤家園，日本人則是以乾淨煤為未來路徑，而且下一步還要結合氫能源，在2030年實現排水不排碳的火力電廠，突破綠能極限。
擁有日本最頂尖乾淨煤技術的是位於橫濱市的磯子火力發電廠，從東京搭半小時的電車即可抵達，負責首都圈東京都的電力供應。
建於1967年的磯子火力發電廠，現在運用的卻是最先進的超超臨界(USC)火力發電技術，從遠處數公里外即可望見電廠200公尺高的白煙囪，卻看不見任何排煙蹤跡，就算走近從煙囪底下往上看，也只見清晰的藍天白雲。這就是未來零碳排火力電廠的原型，硫氧化物氮、氧化物和粉塵排放量已趨近於零。
▲位於橫濱的磯子火力發電廠，運用的乾淨煤技術為世界第一。（圖／記者謝婷婷攝）
很難想像，一座2個機組、發電容量達1200百萬瓦(MW)的火力發電廠，竟緊臨著人口密集的橫濱市，位在港區人造半島上，距離最近的住宅區僅4公里，其運用的低污染乾淨煤技術是開發商「日本電源開發株式會社(J-Power)」的驕傲。為此，磯子火力發電廠與橫濱市長簽下了日本首項防止公害協定，適用的是日本最嚴苛的標準。
全世界都在尋找穩定又乾淨的發電技術，因此，磯子火力發電廠每年吸引6千人次參訪，其中不乏各國高級官員與政要，包括烏克蘭總統波羅申科(Petro Poroshenko)和前緬甸總統登盛(Thein Sein)，都先後來訪。
然而，僅管用的是最先進的乾淨煤技術，將火力發電的效率提升到43%，磯子火力發電廠每千瓦時的二氧化碳排放量仍達820克，約為一般燃氣電廠的2倍，碳排的問題幾乎是所有燃煤電廠無可迴避的宿命。
煤碳發電可結合氫能源
而且就在去年底巴黎舉行的聯合國氣候峰會COP21上，日本政府甫承諾，2030年的溫室氣體排放量將比2013年減少26%。卻同時在2030年的能源組合中，增加燃煤火力發電佔比至26%，日本人打的是什麼算盤？
▲基於穩定供電考量，全世界都在尋找廉價又環保的發電技術，乾淨煤發電技術因此受到重視。上圖為磯子火力發電廠內部。（圖／記者蔡百蕙攝）
J-Power前總裁中垣喜彥於專訪中做出解答。他表示，「爭取燃煤電廠實現二氧化碳排放接近於零，是最後的目標，」由於天然氣價格比較昂貴，供給也不穩定，且核電自從福島的311事件後，佔比從30%調降到20%，基載電源可能發生短缺，因此日本在長期能源計畫中，仍勢必要利用乾淨煤的技術，並且再進化。
配合日本發展為氫能社會的目標，在技術開發上，未來終極的綠能火力發電廠，也將結合氫能源，不僅零碳排，而且只排水。
結合氫能源的火力發電技術主要將煤碳氣化後產氫，再以氫進行乾淨發電，簡稱為IGCC，在助燃過程中加入氧氣、而非空氣，反應後產生的氫氣和二氧化碳，「氫氣用做燃料，燃燒之後產物只有水，氫能源最大的特點就在這裡，做為乾淨燃料有極大的優勢。」
中垣喜彥強調，長期來看，要讓氫能源普及化，就必須創造大量的氫能需求以壓低製造和運輸成本，目前應用的範疇以交通工具和家用燃料電池為主，用量不多，「發電用途是解決成本問題的決定性思路，能夠創造大量的氫能需求。」
▲「電源開發株式會社」前總裁中垣喜彥接受專訪，深入說明日本最先進、結合氫氣的煤碳發電技術。(圖／記者謝婷婷攝）
對於IGCC的技術，中垣喜彥極有信心，在持續的研發之下，2025年前可實現商用化。
「IGCC的2段式發電，還只是初步的應用方式，」中垣喜彥強調，「IGCC最後的目標是3段式的發電，效率可望再提高至50%以上。」
以碳捕捉達到零排放
從煤碳火力發電，到煤碳氣化火力發電，最後轉變成氫能發電，中垣喜彥認為，這樣的設想最快在2030年可望實現。
至於這些先進的火力發電技術過程中衍生的二氧化碳，則可以「碳捕捉與儲存CCS(Carbon Capture and Storage)」技術，將碳排放降到零。
「二氧化碳問題如果要有效地解決，CCS是應該要推進的技術，」中垣喜彥說，這方面台灣還沒有進行開發， CCS的技術研發與商用化，也是台日間可展開合作的領域。
聽起來相當超現實的零碳排、氫能火力發電廠，有沒有可能降低對核電的依賴，甚至在未來取代核電？中垣喜彥表示，從基載電源角度來看，核與煤都是重要的基載電源燃料，乾淨煤發展順利的話，當然會對核能帶來一定的影響，「這種可能性是存在的，同樣的架構台灣和日本都相同。」
▲乾淨煤技術的進化可能影響未來核電的佔比。上圖為位於法德邊界的費瑟南核電廠。（圖／達志影像／美聯社）
乾淨煤技術的重要性，甚至受到電力自由化的影響而升高。觀察國際市場開放電力自由化的發展，日本能源經濟研究所理事長豐田正和指出，由於煤碳價格低，更多的企業傾向採用煤碳發電，這樣的問題在歐洲已經發生。
行政院去年通過《電業法》修政草案，跨出電業自由化的第一步，而《電業法》更被列為新政府的優先法案之一，一旦新法正式通過，台灣發電業將進入百花齊放時代，用電大戶可自行向民間電廠購電，如何在煤碳價格的優勢下，兼顧環境永續，是否擴大引進乾淨煤發電技術，或者結合長期邁向氫能發電的佈局，是新政府必須認真思考的課題。
註：英國政府於2015年宣佈將逐步淘汰燃煤電廠，目標在2025年全面停止燃煤火力發電，但英國並未反核，全國7座核電廠共計15個運轉中的核電機組，提供全國約18.5%的電力。
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