原來火力發電也能節能環保!「不要空汙」的台灣,應該參考這些國家如何讓火電「升級」

【我們為什麼選這篇文章】

準台中市長盧秀燕拒絕「中電北送」,認為憑什麼只有台中人要忍是空汙,但專家提醒如此作為可能會造成全台大缺電。因此在拍板定案以前,不如先來參考一下國外的案例,為什麼可以燃燒更少的煤炭的狀態下,卻製造出更多的電的呢?(責任編輯:徐子捷)

柴靜《穹頂之下》在 2015 年的播出,深深震撼了世人。不再出現的藍天白雲,被濃重的霧霾所掩蓋;生活在那片穹頂之下的人們,其實早已認知到這個逐漸被改變的環境。

為了經濟發展,文明生活裡,電早已是不可或缺的需求。燃燒煤炭的火力發電,是最簡便的方式,在世界各國皆被廣泛運用;預估到 2040 年,全球對於煤炭的需求還會比現在增長 15 個百分比。

雖然成本相較低,火力發電所伴隨的大量汙染與二氧化碳,卻是惡名昭彰的環境殺手。即便各國都渴望,且積極尋找又環保又永續的新能源,但這些能源尚未被廣泛應用,且成本也非常高昂。因此,在火力發電這塊,依舊有研究人員不斷鑽研,讓新技術問世,讓這個存在已經的發電方式改善效能、提高對環境的友善度。

火力發電的未來: 超超臨界技術

降低汙染排放,提升燃煤發電的效力,利用潔淨煤高效低排放 (HELE;High-efficiency, low emissions),是火力發電現階段不斷進步的目標。

要完成這個目標,目前備受關注的超超臨界 (USC;ultra-supercritical steam) 燃煤機組,就有辦法達成。超超臨界燃煤機組,利用超越水的臨界點,非常高溫地燃燒煤炭產生蒸氣,帶動鍋爐旋轉,提升整體的發電的效能。以這種方式產生的發電,不僅僅能提升發電效率,也能大量地降低二氧化碳的排放。

先進超超臨界 (AUSC;advanced ultra-supercritical technology) 技術,更盼望能將蒸氣帶到 700°C 的高溫,使然煤供電效率提高到 50%。但要能在如此高壓高溫之下運作,非常考驗機組材料的篩選與設計建造。

高效低排的模範生

位於丹麥 Nordjylland 的三號發電廠,自 1998 年建立以來,被譽為全世界最有發電效能的火力發電廠。這座發電廠利用 70 米高的蒸汽產生器,加上兩次再熱設計與海水冷卻,產生 47% 的發電率,並能利用高達 91% 的煙煤的內容物。位於日本橫濱富有盛名的磯子火力發電廠,其二號廠的再熱設計可以高達 600°/620°C,發電效率高達 45%,在其引進高效低排技術之後,發電廠排放的二氧化碳,比之前少 17%。

這些發電效率的成就,代表這些發電廠能燃燒更少的煤炭,卻製造出更多的電。 除此之外,因為這些高效低排的發電廠,並沒有對環境造成極大的影響,周遭的居民也較不會反對。

火力發電環境汙染物降低

韓國機械與材料研究院,今年發表出一項新技術,能夠在火力發電時,降低其排放出的粉塵高達 90%。

氮化物、二氧化硫還有其他的排放物,都是火力發電時會產生的污染物,令人詬病;其中,氮化物更是造成空氣中對人體有害的懸浮微粒最主要的原因。一般電廠會使用的催化脫銷裝置,將氮化物轉變成水和氮,來降低汙染。傳統方法是拿氨或尿素常被用來當作還原劑,但是前者又貴又有爆炸的危害性,後者則是不易揮發已至應用上有困難。

韓國現在則在進行一項為期六個月的試驗計畫,用高溫的電漿炬創造出一種能夠將尿素有效揮發的裝置,並與催化脫銷設備結合,有效把氮化物的排放降低 90%。

火力發電始終還是會排放對環境造成汙染的物質,他的排放物並不是零;但是現在在許多國家依然拋不開火力發電的時刻,新技術的研發,在風力或是太陽能發電等這些新能源還沒能成熟地廣為應用前,倒也不失為一個過渡性的對策。

(本文提供合作單位轉載。首圖來源:Alan Stark CC licensed)

本文資料來源:

New Technology Drastically Reduces Fine Dust Emissions from Thermal Power Plants
Lean and clean: why modern coal-fired power plants are better by design
Japan spruiks ‘highly efficient’ coal-fired power plants as stop-gap measure to Australia’s energy crisis

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