國際視野 - 王冠一 2014年4月16日
環保用煤 效益待證 2014-04-15
目前全球仍有超過40%的電力,來自傳統的燃煤發電。「碳儲存」(carbon capture)的方法(即係把二氧化碳儲起來,收藏在地底下),本來是減少溫室氣體的排放的理想辦法,但由於「碳儲存」的成本太高,始終不合乎成本效益。
既然短期內沒有其他能源可以完全取代煤,於是專家開始嘗試改變在煤身上提取能源的方式,改用燒以外的方法,抽取煤當中的天然氣成份。
目前較流行的是利用化學方法,在煤身上抽取合成天然氣(sythetic natural gas,或SNG)。這種氣體跟傳統的煤氣用途有別:傳統的煤氣主要是民用,用來生熱、取暖;至於合成天然氣(或氣化煤)主要為工業用,用於產能、發電。而中國對合成天然氣的潛力,抱有相當大期望,因為燃煤發電是國內其中一項導致空氣汙染問題不斷惡化的主因,減少燃煤,相信有助改善空氣質素。
據聞中國國家能源局計劃,2020年前生產合共500億立方米的合成天然氣,規模足以滿足全中國10%的燃氣需求。氣化煤(Coal Gasification)的發展對中國有若幹好處。首先,內地因著控制碳排的顧慮,全國積存了大量燃煤,得物無所用,發展氣化煤可加快處理全國積存過剩的煤。
其次,輸氣成本較運煤便宜。氣化煤可配合中國的「西氣東輸」發展,節省大筆運煤到全國各地的成本。最後,氣化煤有望改善目前全國多處地區因燃煤引致的空氣汙染問題,逐步以燃氣取代煤,加快各地關閉燃煤廠。
不過,發展氣化煤並非毫無代價。首先,氣化煤其實不是真環保。因為有研究指出,氣化煤生產過程較傳統的燃煤過程製造多一倍碳排、或較燃燒傳統天然氣製造多七倍碳排。中國各地空氣汙染雖有改善,但其實只是把汙染的問題集中到氣化設施的所在地而已。
其次,氣化煤生產過程消耗大量潔淨水,其實不符合中國「西氣東輸」的構思,因為中國西部水源稀有,進行氣化工序成本特別高。
除了使用化學方法抽取煤之中的天然氣外,目前亦有其他方法利用煤產能之餘,又不會製造過多溫室氣體。其中,澳洲傾向選擇開採煤床甲烷氣(coal-bed methane)的技術。煤床甲烷氣並不涉及採煤,改為抽取煤床縫隙中的水,從而收集甲烷氣體。澳洲估計,全國可供開採的煤床甲烷氣多達200萬億立方呎,足夠每年生產2500噸的液化天然氣(相當於全球10%的LNG需求)。
不過,開採煤床甲烷氣的缺點,包括抽水的過程有機會汙染水質;另外,亦有機會導致土地沉降。
另一種抽取煤天然氣的方式,叫地下氣化煤(underground coal gasification,或UCG),做法是在極深的地下煤床上鑽一個洞,然後注入氧氣或蒸氣,令洞內產生小型的內燃效應(combustion),產生的氫氣(hydrogen)、甲烷(methane)、一氧化碳、二氧化碳,從另一個洞排出並進行收集。
地下氣化煤據聞可以減少80%的二氧化碳排放,但由於開採成本相對高昂,所以只有在油價高企的環境下,開採地下氣化煤才劃算。
美國的煤市場已證實,氣化煤未必有助於重新提振燃煤的市場價值,因為儘管減少了碳排,無奈又製造了其他汙染問題,最終對環境一樣造成破壞,得不償失。
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