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國際合作邁向能源新世紀

研析報告

「禁煤」或「淨煤」?—解析國際煤電合作趨勢

自從去年COP23舉行,國際間對於燃煤電廠的未來出現兩股不同的趨勢,一為由英國與加拿大成立的「汰除煤電聯盟」(Powering Past Coal Alliance ),主張發展清潔能源,汰除燃煤電廠,讓煤炭走入歷史。另一個趨勢為美國與印度對禁煤聯盟提出的反制,發起「淨煤聯盟」(Clean Coal Alliance),主張煤電的使用對於開發中國家的經濟民生至關重要,不但不應禁止,反而應推廣高效率低排放的煤電使用。兩項倡議提出時間尚短,淨煤聯盟甚至尚未正式成立,那項主張會成為未來國際煤電合作的趨勢尚不明朗。我國屬於高度依賴煤電的國家,現正為煤炭污染所苦,未來何去何從才能既符合本身利益又不違反國際趨勢?本文目的即是要探討未來國際趨勢將會走向「禁煤」或「淨煤」,以及對我國的影響及因應策略。

一、汰除煤電聯盟

(一)簡介

在去年11月舉辦的COP23中,由英國與加拿大發起一個「汰除煤電聯盟」,共吸引26個國家與8個地方政府參加(詳見表1)。加入聯盟的夥伴共同簽署一份宣言,主要重點有三:

  1. 政府承諾淘汰現存的傳統煤電廠,並中止沒有搭配CCS的傳統煤電廠的興建。
  2. 企業及其他非政府夥伴承諾在其運作過程中不使用煤炭。
  3. 所有參與夥伴承諾透過政策與投資支持乾淨電力,並限制財務上支援沒有搭配CCS的傳統煤電廠。

 

表1 加入汰除煤電聯盟國家與地區(截至2017年12月12日)

 

國家

地方政府

歐洲

英國、奧地利、比利時、丹麥、芬蘭、法國、義大利、盧森堡、荷蘭、葡萄牙、瑞士、瑞典、拉脫維亞、列支敦士登

 

美洲

加拿大、墨西哥、哥斯大黎加、薩爾瓦多

亞伯達(加)、不列顛哥倫比亞(加)、安大略(加)、魁北克(加)、溫哥華(加)、華盛頓(美)、加州(美)、奧勒岡(美)

非洲

衣索匹亞

 

小島國家

馬紹爾群島、斐濟、紐埃(Nieu)、吐瓦魯、萬那杜

 

其他

紐西蘭、安哥拉

 

資料來源:”Powering Past Coal Alliance:Declaration”

(二)分析

分析本次宣言可以發現,該聯盟並未如外傳將2030年訂為正式的禁煤期限。儘管在宣言中曾引用研究報告:「為了符合巴黎協定的要求,研究顯示,OECD及歐盟的28個國家須在2030年前完成汰除煤電;其他國家需於2050年前完成。」但此一研究結果並未列入該宣言的正式目標中。此外,該宣言並未完全禁止煤電,它接受搭配CCS的煤電廠的繼續運作與興建。所謂廢除「傳統煤電廠」,即是指所有沒有搭配CCS的電廠。

就聯盟成員而言,「汰除煤電聯盟」有幾項特點。首先,中國大陸、美國、印度與德國等煤電使用大國均未加入,目前聯盟成員絕大多數是一些煤電使用比例很低或甚至完全沒有使用煤電的國家。根據統計,所有參與國的煤炭消耗量總和僅占全球不到3%。其次,該聯盟成員除了歐洲與美洲國家外,尚有小島國家加入,顯示小島國家對氣候變遷的焦慮。最後,該聯盟將持續的招募新會員,在宣言中指出,在COP24前聯盟成員將擴展至50名。事實上,在COP23以後,已有瑞典、拉脫維亞、加州及一些重要企業陸續加入聯盟(例如Unilever、Virgin Group及EDF),整體成員數目已超過50個。

二、淨煤聯盟

(一)簡介

同樣在2017年COP23會議期間,美國白宮能源顧問班克斯(George David Banks)提出組建「淨煤聯盟」的倡議,支持清潔且效率的化石能源使用。班克斯表示,巴黎協定無法促使低度開發國家達到減碳目標,協助這些國家獲得電力以發展經濟才是最重要的。美國將竭盡所能以本身最先進的科技協助各國使用乾淨的煤炭,包括CCS技術與高效率低排放技術(High Efficiency, Low Emission, HELE)。聯盟反對世界銀行限制貸款煤電廠興建的決定,對於依賴煤炭的國家或對煤炭持正面態度的國家,提供一個繼續使用煤炭的機會。聯盟預計將邀請澳洲、印尼、中國大陸、印度、烏克蘭、波蘭、日本等國家加入。

(二)分析

淨煤聯盟的概念最早由印度所提出。2017年8月,印度政府首席經濟顧問,Arvind Subramanian即表示,煤炭是印度最便宜的能源,未來應該也將會持續使用,他主張建立淨煤聯盟以同時達到減緩氣候變遷與經濟發展的目的。他並以「碳帝國主義」稱呼反對使用煤炭的國家,表示若禁止煤炭的使用將為印度及其他開發中國家帶來災難。除了印度外,澳洲、波蘭、孟加拉、南非、坦尚尼亞、奈及利亞等國亦均支持淨煤聯盟的概念,甚至重度依賴煤電的東協國家(例如印尼、越南、菲律賓、馬來西亞)也是淨煤聯盟的潛在成員。

基本上,「淨煤聯盟」是由產煤國與依賴煤炭的消費國(大多數為開發中國家)所組成的聯盟,主要是針對國際日益高漲的禁煤呼聲所做的反制動作。儘管目前尚未正式成立,但可預期的,在美國鼓吹與各國實際的需要下,淨煤聯盟的聲勢將不下於禁煤聯盟。

事實上,美國目前已無新的煤電廠建案,許多新電廠已轉為天然氣發電。幾乎90%的現有煤電廠興建於1990年以前,將來只會等待除役,因此美國本身也少有機會使用淨煤技術。美國提倡淨煤聯盟不是因為其對煤電的依賴,而是因為它是重要的煤炭生產國,建立聯盟的目的是要擴張煤炭與淨煤技術的出口。

三、未來國際趨勢:禁煤或淨煤?

能源的使用為現今最大的碳排放源,煤炭更是各種能源中排放強度最高的能源種類。根據IEA資料,現今由能源排放的二氧化碳中,煤炭即占45%。在所有碳排放中,將近四成來自於電廠,為比例最高的排放部門,可見處理煤電廠的碳排放為因應氣候變遷的首要議題。現今煤電廠仍為全球電力生產的主力,約有40%的電力來自煤炭。

(一)兩聯盟主張之比較

觀諸禁煤與淨煤聯盟的主張並非完全互斥,禁煤聯盟主張廢除煤電,但卻容許配有CCS的煤電廠設立,而CCS即為淨煤聯盟所主張的淨煤技術之一。一般而言,所謂淨煤技術主要是指HELE,並不包括CCS,但美國將CCS列為淨煤聯盟所主張的減碳工具之一,使得配有CCS設備的煤電廠成為雙方均可接受的最大公約數。  

另一方面,兩個聯盟亦存在重要的差異。禁煤聯盟主張禁止煤炭的使用,而淨煤聯盟則主張煤電應持續存在,惟需以輔助的方式降低碳排放。由於淨煤聯盟的立論多站在開發中國家的立場,故預料應不會設立排碳的標準。但可能會主張逐步淘汰低效率的發電廠(亞臨界發電廠),或新設電廠需採用高效率的發電方式,或是參與聯盟的先進國家有義務協助開發中國家採用各種淨煤技術等。

由於兩者的主張均對氣候變遷提出因應策略,只是程度上有所不同。汰除煤電廠可以達到最好的減排效果,其次為使用CCS,效果較小的為HELE技術。煤電廠搭配CCS為兩個聯盟都可接受的選項,但CCS技術昂貴且會降低煤電廠的發電效率,目前僅有極少數應用案例。根據IEA預測,CCS運用至電廠需要到2025年才會真正的商業化。

在HELE技術方面,禁煤聯盟不同意以HELE做為延續煤電廠運作的技術。儘管HELE技術可以使燃煤的運用更有效率,但僅可減少約20%的碳排放量,無法與可減碳50%的天然氣廠相提並論。更何況,目前最進步的「先進超超臨界電廠」應用上尚在初步階段,預料需到2025年才能普遍商業化。

表2 各種HELE技術

 

效率

碳強度

煤炭消耗

先進超超臨界電廠

45-50%

670-740g CO2/kWh

290-320g/kWh

超超臨界電廠

最高45%

740-800g CO2/kWh

320-340g/kWh

超臨界電廠

最高42%

800-880g CO2/kWh

340-380g/kWh

亞臨界電廠

最高38%

大於或等於880g CO2/kWh

大於等於380g/kWh

資料來源:World Coal Association

(二)未來趨勢

在因應氣候變遷的趨勢下,兩種路徑均未違反減碳原則。未來兩種路徑都有發展的可能,但在短中期,最有可能的方式為兩者並行,亦即各國視本身發展情況及能源稟賦,一些國家採取禁煤,另一些國家則採用淨煤,如此也最能兼顧各國經濟發展與減碳需求。以此看來,兩個路徑並非對立,反而某種程度上具互補關係。事實上,欲在2030年達到全面禁煤的可行性不高,主要是因為如此將違反開發中國家的經濟發展利益。目前有許多開發中國家仍有很大的區域無電可用,它們最優先的選項是獲得便宜可及的電力,燃煤電廠實為最佳選擇。正如研究機構 Wood Mackenzie所言,在亞洲,負擔的起的電力仍然列為各國最高優先,煤炭提供一個成本最低的基載電力。

由下圖可知,煤電使用比例低的國家,幾乎均為禁煤聯盟的成員,而煤炭使用比例偏高的國家則是淨煤聯盟招募的對象。例如瑞典與法國等國的煤電比例均小於2.5%,汰除煤電對兩國而言不會有太大的影響。事實上,法國甫不久宣布將於2021年禁用煤電;英國與義大利為2025年;而加拿大與芬蘭則宣布禁煤時間為2030年。

但是,即使是OECD國家仍存在高煤電比例的使用者,例如日本、波蘭、德國、韓國等。波蘭煤電比例高達80%,德國也達42%,汰除煤電對這些國家而言,不但需要在合理的成本下找到替代能源,且需要時間逐步完成,絕不可能在2030年就能補足煤炭缺口。更何況,對印度等開發中國家而言,若禁用煤炭將大幅降低其電力的可及性。

圖1 主要國家煤電比例

資料來源:IEA、能源統計手冊

對於無法擺脫重度依賴煤炭的國家進行淨煤技術的協助而非要求禁煤,也許才是因應氣候變遷最可行的方法。然而,需要擔心的是,主張淨煤的先進國家,特別是美國,需要切實協助或監督淨煤工作的執行,不能僅將淨煤做為使用煤炭或出口煤炭的藉口。基此,建議UNFCCC可以接納淨煤聯盟,但需設立一些監督機制。   

在更長遠的未來,國際究竟會走向「禁煤」或「淨煤」主要取決於科技發展以及伴隨而來的成本變動。例如CCS技術是否能降低負面因素的影響,發展出大量商業化且低成本的運用;HELE技術是否能夠繼續提升;煤電之外的替代能源(天然氣或再生能源)技術發展及成本降低速度等。如果CCS與HELE技術可以達到低成本及相當於天然氣的減碳效率,煤炭最終可以自成一種永續能源,而可避免被淘汰的命運;反之,如果未來再生能源或天然氣的成本遠低於煤炭,又較煤炭排放更少,則煤炭由歷史中消失也是合理的命運。事實上,煤炭具低成本優勢及減排劣勢,如何維持優勢並減少劣勢是將來是否繼續存在的關鍵。

四、對我國的影響與因應

(一)我國應在禁煤與淨煤中採折衷立場,以禁煤為目標,但不以2030為時限,而是視國內能源發展情勢逐步減少煤炭的使用

上述兩個聯盟討論的煤電均是針對煤炭排放的二氧化碳對氣候變遷的影響,然而燃燒煤炭除了會排放二氧化碳外,還會釋出有害的灰煙、固體微粒及二氧化硫(SO2)等空氣污染物,對人類健康造成危害。我國已脫離開發中國家的行列,有較為充分的資源與技術可以選擇能源來源。基於煤炭對健康與環境的危害,我國仍應以禁煤為最終目標。然而,由圖1顯示,我國屬於重度依賴煤電的國家,貿然全面禁煤將會衝擊經濟與民生,且目前尚未有煤電比例超過40%的國家(例如德國與韓國)加入禁煤聯盟,我國亦不宜採取過度冒進的行為。真正兼顧環保與經濟發展的做法應是視國內能源發展情勢逐步減少煤炭的使用。

(二)致力於提升燃煤電廠空污防制設備效能,並發展應用最佳可行技術以提升燃煤效率與降低排放

在禁煤目標達成前,我國對於現有擴建或新設的電廠需採用最佳可行的技術,例如目前為超超臨界技術,未來若CCS技術達到商業化,也應予以採用,以確實管制煤炭的排放。針對空氣污染部分,除建立先進的空污監測系統外,尚需提升發電廠空污防制設備效能,以強化去除氮氧化物的能力。

(三)積極運用參與CSLF機會提升我國CCS的技術能力,並與加拿大與澳洲等國進行技術合作

CSLF(國際碳封存領袖論壇)為國際間最主要的CCS合作組織,成員包括全球CCS技術領先國家,我國為CSLF觀察員,可積極參與提升CCS技術的計畫與應用。在雙邊方面,建議選擇加拿大與澳洲進行CCS的技術交流與觀摩。加拿大具有全球第一座CCS的燃煤電廠,其經驗有助於我國將CCS運用於燃煤發電;澳洲CCS發展的政策可作我國CCS政策的參考,我國亦可藉由現有的合作平台,與澳洲從事研發合作。

 

參考資料

  1. “Powering Past Coal Alliance: Declaration”
  2. “High Efficiency Low Emissions Coal”, https://www.worldcoal.org/sites/default/files/resources_files/Hele%20Factsheet.pdf
  3.  “Coal Set to Flare Tempers At Davos”, https://energybangla.com/coal-set-to-flare-tempers-at-davos/
  4. “Trump Want to Lead on Clean Coal Here What That Means”, https://www.eenews.net/stories/1060070967
  5. “Upgrading the Efficiency of the World’s Coal Fleet to Reducing CO2 Emission,” http://cornerstonemag.net/upgrading-the-efficiency-of-the-worlds-coal-fleet-to-reduce-co2-emissions/
  6. “Trump Admin to Launch Clean Coal Effort”, http://governorswindenergycoalition.org/trump-admin-to-launch-clean-coal-effort/
  7. “Africa Braces for High-Stakes Davos Meet”, https://mg.co.za/article/2018-01-17-africa-braces-for-high-stakes-davos-meet
  8. “India Moves towards Global Clean Coal Alliance”, https://theenergyadvocate.co.uk/2017/09/12/india-moves-towards-global-clean-coal-alliance/
  9. “USA Proposes Clean Coal Alliance at Climate Talks”, https://theenergyadvocate.co.uk/2017/12/05/usa-proposes-clean-coal-alliance-climate-talks/
  10. “Can Europe Move beyond Coal by 2030”, https://www.huffingtonpost.com/entry/can-europe-move-beyond-coal-by-2030_us_5a053868e4b0cc46c52e6970
  11. 「當全球於巴黎峰會推動反煤炭之際,川普尋求親煤聯盟」,https://www.go-moea.tw/message_info.asp?id=10951&cid=8
  12. 「禁煤炭聯盟成立 中德美缺席 25國家地區劃下政治分水嶺」,https://news.mingpao.com/pns/dailynews/web_tc/article/20171118/s00014/1510941608091
  13. 「碳捕捉與封存技術 (CCS)發展現況與未來趨勢」,http//km.twenergy.org.tw/ReadFile/?p=KLBase&n=2016912183745.pdf
  14. 「經濟部全面推動能源轉型,兼顧減碳與降空污」,https://www.moeaboe.gov.tw/ecw/mobile/news/News.aspx?kind=1&menu_id=2136&news_id=9809
  15. 「創建全球清潔煤炭聯盟」,http://big5.ftchinese.com/story/001065123
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