燃煤燃氣發電比較

燃煤發電與燃氣發電對空氣污染的影響，可以分「溫室氣體」，以及區域性的「空氣污染物」兩個部分。

溫室氣體的比較-二氧化碳

在「溫室氣體」部分，《溫室氣體減量及管理法》第3條第1款定義的溫室氣體包括：二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亞氮（N₂O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF₆）、三氟化氮（NF₃）及其他經中央主管機關公告者^註。

若僅看「燃料 － 二氧化碳排放」的關係，每產生生一兆焦耳的能量，天然氣大約是煤的6成，天然氣會產生56,100公斤、煙煤會產生94,600公斤、亞煙煤會產生96,100公斤的CO₂^數據來源。

另外，在實際發電的過程，由於各種不同機組熱能轉換效率不同，會產生出不同的碳排結果；整體來說，效率由好至差依序為「燃氣複循環」、「燃煤超超臨界」、「非超超臨界的燃煤機組」。但老舊的複循環機組、或是僅有燃氣渦輪的天然氣發電，效率可能低於燃煤機組。

「燃氣複循環」（combined cycle, CC）機組為台灣目前主推的火力發電方式，在燃燒天然氣推動燃氣渦輪（gas turbine, GT）發電之餘，再將產生的熱收集起來，推動蒸氣渦輪（steam turbine, ST）發電^註。

至於燃料為固態的燃煤機組，通常是透過提高蒸氣鍋爐內的溫度與壓力，來提高能源轉換效率。較新的技術，能讓溫度超過攝氏580度或主蒸汽壓力28MPa以上（參考、參考），此時，鍋爐內溫度或壓力遠高於水的臨界值，稱為超超臨界（Ultra-supercritical）；以林口電廠為例，舊的亞臨界機組在除役後，改設超超臨界機組，評估發電效率由38%提升為44.93%，亦即在發電量與其它條件相同的情況下，每年可減少20％排放量（參考）。

在台灣機組效率的實際表現上，以台電109年電業年報為例，發每度電所需的熱量（低熱值毛熱耗率kcal/kWh），燃氣複循環最有效率，約為1,400~1800千卡；超超臨界約為1,900~2,000千卡；其它燃煤機組約為2,100~2,200千卡；但老舊燃氣、及僅有燃氣渦輪的天然氣機組，可能界於2,200~2,400千卡^詳見。

溫室氣體的比較-甲烷

單就二氧化碳的排放上，天然氣雖然整體優於燃煤；但在全球暖化上，若將天然氣洩漏的情況納入評估後，現有相當多的研究認為，天然氣發電加劇全球暖化的情況，會比燃煤還嚴重。

天然氣主要由甲烷（CH₄）組成，甲烷的全球暖化潛能（global warming potential, GWP）^註很高，在20年評估時距內，是二氧化碳的86倍；在100年評估時距內，則是34倍^註。美國卡內基美隆大學（Carnegie Mellon）2014年的評估認為，使用天然氣發電，從開採到發電間，只要有3%的洩漏，天然氣發電的溫室效應就大於燃煤；美國國家能源技術實驗室（NETL）在2014年的評估，則是1.4~1.9%。而目前對天然氣鏈洩漏率的研究，通常是高於這個比例的（參考）。

康乃爾大學（Cornell）教授Robert Howarth長年關注天然氣的全球暖化問題，並特別著重在美國新興的油頁岩等非傳統天然氣開採（參考、參考）。在他的評估中，使用油頁岩天然氣來發電，即使在最好的情況下，暖化貢獻也會高於燃煤（參考）。

區域性空氣污染的比較

而如果從區域性的化學物質，如硫氧化物（SOx，如二氧化硫SO₂）、氮氧化物（NOx，如二氧化氮NO₂）、一氧化碳（CO）、臭氧（O₃）；懸浮微粒（PM10）、細懸浮微粒（PM2.5）來看，燃氣所排放的硫氧化物低，二氧化硫也較燃煤少很多（約20%-40%，參考） 。

根據中興大學環工系教授莊秉潔的整理，顯示（如下圖），即便是排硫量最低的「超超臨界」燃煤電廠，實際的表現（燃煤的林口新火力發電廠vs.燃氣的大潭火力發電廠），仍然差距100多倍：

莊秉潔說，更重要的，是一般認為，燃氣機組並不會排放如鉛、鎘、汞、砷這些重金屬、致癌物質，而台灣的重金屬，差不多有一半，是從這些燃煤電廠、汽電共生設備排放出來的（參考）。

最後編輯：2021/12/1