天然氣才是快速降PM2.5及臭氧最重要的工具──回應盧倩儀博士

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天然氣作為橋接可以改善本地臭氧濃度達80%

圖1為空汚教科書有關近地大氣臭氧濃度與其前驅汚染物的關係。可以看出其只與NOx與NMHC有關。而NMHC英文全名為Non-methane hydrocarbons。也就是排除了甲烷以外的碳氫化合物。也就是甲烷排放對臭氧濃度的變化影響很小。甲烷之所以為溫室效應氣體,就是因為其化學性質穩定,不容易起光化學反應。在大氣中生命周期才可以長達數年至數十年。

圖1:大氣臭氧濃度與其前驅汚染物氮氧化物(NOx)與非甲烷碳氫化合物(NMHC)的關係。(資料出處)

盧倩儀博士在〈別跟化石燃料業者並肩捍衛骯髒致命的天然氣「橋接功能」〉一文中,所引用聯合國全球甲烷評估報告,其評估甲烷大氣濃度減半時,臭氧濃度才降1.5-2 ppb。

提醒一下,目前全球的甲烷濃度1.8 ppm,而減半則約是0.9 ppm,這約是公元1900 年的情境(圖2),那時台灣仍是農業社會。也就是全球回到1900 年甲烷的排放情境,臭氧也才降1.5- 2ppb。如果可以零甲烷排放,包括如藻礁及濕地等自然背景甲烷排放都沒有,臭氧也才降3-4ppb。目前北半球地面臭氧背景濃度約35-40ppb也就是北半球臭氧的濃度扣掉所有甲烷排放影響的3-4 ppb,剩下的32-37 ppb,還是由NOx與NMHC的排放所生成,其佔了約9 成,而與甲烷相關只有1成。反而言之,如果因為擔心使用天然氣作為橋接,會造成這1成的臭氧,卻無法減其它9成的臭氧,是得不償失的。更進一步說明如下。

圖3為目前(2021-12-07 12:00) 台灣的臭氧分佈圖,圖上可以看出臭氧最高值的地方,主要是在燃煤電廠及國道的下風處,如目前屏東的潮州高達75 ppb。另也提醒一下,圖3中澎湖測站的濃度為52 ppb。而澎湖在這時間主要是受境外的影響。潮州比澎湖高出的23 ppb ,主要受台灣本土污染NOx及NMHC排放的影響。台灣本土的研究顯示,台灣中南部高臭氧的形成,主要是由電廠、工廠及柴油車排放出的NOx,與石化業、有機溶劑使用及汽機車排放出的NMHC反應所形成。減少天然氣的使用,主要是減少天然氣開採國的洩漏。與台灣臭氧,尤其是台灣中南部高臭氧關係不大。

圖2:歷史大氣中甲烷濃度。(資料出處)

圖3:目前(2021-11-07 12:00) 台灣的臭氧分佈圖,圖上可以看出臭氧最高值的地方,主要還是在燃煤電廠及國道的下風處。

如果使用天然氣作為橋接,如三接上線後,大潭燃氣機組可以全載運轉,以取代中火、麥寮及興達等老舊電廠的煤電。根據大潭#7-#9機組的環評承諾,NOx排放可以控制在每度發電排放32 mg,而目前中火#1機組NOx排放為每度發電排放297 mg,大潭NOx 排放只為這些老舊燃煤電廠的1/10。也就是可以減少9成這些燃煤電廠的排放。而三接的氣源不只大潭電廠使用,包括北部所有的燃煤、燃油工廠改燃氣,都要使用天然氣,這時同樣的這些NOx的排放又可以減至現在的1成至5成,視鍋爐燃燒器的設計及是否有安裝脫硝防制設備而異。而柴油車及汽機車的排放,未來淨零排放時,是將改為電動車,這時這些運具的NOx及NMHC的排放皆為0。

而這些電動車的電力來源如果是氣電,其轉嫁電力的NOx排放也僅為燃煤電廠的1/10。而因為不再使用油品,石化業、加油站NMHC 的排放也會大幅減少。也就是電廠排改氣、再加上述工廠改燃氣,柴油車及汽機車電動化,而電的來源是氣電而非煤電,本土臭氧污染問題,就幾乎解決80%。只剩下盧博士所擔心的因為甲烷影響的10%,及所有能源都由天然氣提供而燃燒生成的NOx,進而生成臭氧約10%而已。但境外的影響仍然還大,如澎湖測站達52 ppb的高值。盧文中所述使用天然氣作為橋接,會造成台灣尤其中南部臭氧增高,是錯誤且相反的論述。

台灣目前煤電佔比還達45%與美國所在能源轉型階段不一樣,不應混為一談

美國土地非常大,可以設光電板的地區非常多。目前已經幾乎沒有燃煤發電了,如加州其煤電佔比在2020 只有0.17%。而天然氣發電佔比在2014 達到最高峰佔61%,之後隨著再生能源的增加,目前(2020)氣電降至48% (圖4)。如果台灣已像加州幾乎沒有煤電,筆著與趙家緯博士,也會如同盧倩儀博士所引用康乃爾大學 Robert Howarth教授,倡議需要減少天然氣發電(詳見趙家緯博士之文),即使再生能源發電成本比燃氣高,亦應該以再生能源來替代氣電。但台灣目前煤電佔比還達45% (圖5),還是需要氣電為橋接,用氣電快速取代煤電,以快速減少污染。請能詳查台灣與美國所在能源轉型的階段不一樣。

圖四:美國加州電力燃料來源。(資料出處)

圖5:台灣電力燃料來源。(資料出處)

甲烷洩漏的問題,我們知道瓦斯公司常到家戶檢查是否瓦斯有漏氣。而開採端有無洩漏,中油也進口了幾批已碳中和的天然氣源。這幾批天然氣已考慮開採及運輸過程中甲烷的洩漏及二氧化碳的排放。其提供資金支持長時間植樹造林、森林復育,其減量額度皆經過國際第三方認證。台灣在甲烷洩漏這一題上,也儘了努力。未來可以在天然氣採購上更強調要進口碳中和的天然氣。以驅動天然氣的生產國可以加強管理並減少開採天然氣時的洩漏。

同樣的在溫室氣體排放上,大潭等新的複循環燃氣機組,其能源效率可以達64%,比上述老舊燃煤機組只有約30%-38%高上許多,再加上天然氣每單位熱值的CO2排放只有煤炭的56%。在不考慮天然氣開採端的排放。新燃氣機組之二氧化碳每度發電的排放只有老舊燃煤機組的36%,只有約1/3 的碳排。

只有目標、沒有路徑,反而迫使國家無法邁向淨零碳排的路

但在台灣目前再生能源不足、土地也不夠大、所有的再生能源給台積電使用還不夠,這些不足的電力必需用天然氣作橋接,才能快速減煤。國情不同,建議大家不要任意用聳動的字眼,誣蔑真正的環境捍衛者。只有目標、沒有路徑,反而迫使國家無法邁向淨零碳排的路。在台灣增加燃氣發電的確是2050淨零碳排的最重要橋接。因為其可以快速減空汚、減少溫室氣體排放。使用天然氣作為橋接才能減少台灣本土臭氧 80%的污染。而使用天然氣作為橋接同時亦可以減少PM2.5約2/3的污染,只剩下揚塵、農廢露燃及境外等約佔1/3的污染。而停建三接反而造成老舊燃煤電廠無法除役而増碳三倍。當台灣幾乎沒有煤電時,根據電業法第八條,綠能優先調度的規定,新增的再生能源來自然會用來取代氣電。這時又可以減少甲烷洩漏及燃氣機組燃燒造成20%的本土臭氧污染。

節能本來就應該做,也的確執行中,也的確需要更全面的做。目前工業節電已達到年減2.1%,超過能源白皮書設定的2.0%的目標。另提醒一下,台灣工業用電的節能評比是全球前段班。另今年(2021/1/1) 用電大戶條款開始生效,工商節能又會更進一步邁進。但評比落後的是車輛,主要是老車太多。但每次要求老車也需要符合現在的能效及排放標準,又有很多的抗議,也的確需要更細膩的規劃才能成事。同樣的要求高耗能產業減少生產也需要作,也的確需要更細膩的規劃。

引用謝志誠教授的看法:三接完工後,它就靜靜的躺在海上,沒有和農民搶水的問題,也沒有排放黑煙與污水的問題,不會製造噪音。但是在提案方的質疑和社群媒體的傳播下,直接把三接和破壞藻礁劃上等號,把三接說成像一頭會破壞藻礁的大魔王!

面對遷離三接公投,我選擇「不同意」,我的不同意是不同意遷離三接而不是否定藻礁生態的價值。因為我們擔心,三接一旦被迫遷離勢必造成三接無法如期供氣,衝擊北部地區的供電穩定度,讓近年來減煤發電的努力倒退,中南部鄉親的健康持續遭受威脅。

※作者為中興大學環境工程系教授

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