日本採取與他國不同的燃煤發電政策，因煤炭的供應穩定性和經濟效率性高，以及見到新興國家的需求，將進行高效率化和低碳化技術開發
摘要
(一) 2016年11月巴黎協定生效後，許多國家進行「脫煤」的行動，停止燃煤發電的投資，如法國到2021年、英國到2025年將廢除燃煤發電，德國則準備在2018年年底決定分階段淘汰燃煤發電的時程。美國在「頁岩氣革命」後，天然氣價格下滑，在市場機制下，燃煤發電的運轉率正在降低。中國大陸和印度等新興國家，煤炭在電源結構中的比率非常高，從防止空污的角度來看，正努力改善依賴煤炭的情況[1]。(圖1)
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圖1、主要國家的電源結構(2016年)[1]
(二) 對資源匱乏的日本而言，煤炭在供應穩定性和經濟效率性上是一種極好的能源，且地緣政治風險較其他化石燃料低，必須在一定程度上使用燃煤發電，但其最大缺點是CO2排放量高於其他化石燃料，因此今後將朝高效率化和低碳化進行技術開發。
(三) 雖然歐美有抑制煤炭使用的行動，但隨著未來人口增加和經濟成長，預期電力需求將進一步提高，特別在中國大陸、印度、東南亞等新興國家。考量煤炭的供應穩定性和經濟效率性等優勢，預期這些國家仍將會選擇廉價而穩定的燃煤發電。但是，為了抑制CO2和空污排放，因此提高燃煤發電效率的技術開發顯得非常重要。
(四) 日本擁有高效率的燃煤發電技術。儘管其CO2排放量仍比燃油發電和燃氣發電高，但低於全球的平均值，採用「超超臨界壓發電（USC）」和「煤氣化複合發電（IGCC）」等最新技術，可以進一步降低排放。(圖2)
圖2、各國火力發電CO2排放量的比較[1]
(五) 如果其他國家採用日本的高效率燃煤發電技術，將減少全球的CO2和空污排放。例如，中國大陸、印度和美國的燃煤發電若使用日本目前的高效率USC 技術，一年的CO2減排效果約12億噸，相當於日本2016年度整體的CO2排放量。(圖3)
圖3、燃煤發電的CO2排放量(2014年)和使用日本高效率技術的情況[1]
(六) 日本經濟產業省2016年6月發布「次世代火力發電技術藍圖」，揭示次世代火力發電的開發目標和方向性。依據這一藍圖，日本正進行高效率和低碳化的技術開發，以及進行「煤氣化燃料電池複合發電（IGFC）」的新技術開發，期使目前最先進的燃煤發電(USC)的CO2排放再減量30%。(圖4)
圖4、日本次世代火力發電的技術開發藍圖[1]
(七) 為了兼顧能源的穩定供應和環保，日本有必要推動燃煤發電的高效率化，以及CO2分離回收、有效利用和封存(CCUS)等脫碳化技術開發。
評析
(一) 日本「第5次能源基本計畫 (2018年7月)」中，對於煤炭的定位為：雖然有溫室氣體排放量高的問題，但在化石燃料中，地緣政治風險最低、每單位熱量的價格最便宜，以及具有供應穩定性和經濟效率性，為重要的基載電源之燃料。未來，推動高效率化和次世代化，淘汰低效率的燃煤發電，長期展望是可以減輕環境負荷的活用能源[2]。
(二) 在「長期能源供需展望 (2015年7月)」的能源結構目標中，為抑制CO2排放和燃料費，將進行火力發電高效率化和CCUS的開發應用。在盡可能低碳化下，2030年度的電源結構目標設定為燃煤26%、燃氣27%、燃油3%、再生能源和核能的非化石電源44%。
(三) 為實現2030年度的電源結構目標和溫室氣體減量目標(相較於2013年度減量26%)：
- 日本電力業者於2015年7月制定「電氣事業低碳社會實施計畫」，自願(自主)努力減少CO2排放，目標為2030年度實現電力排放係數約0.37 kg-CO2/kWh之自願框架。
- 在發電階段，「省能源法」要求新建的燃煤發電廠的發電效率應達42.0%以上(表1)；另外，為提高既有火力發電廠的效率，要求火力發電效率A指標達1.00以上，或B指標達44.3％以上，其中燃煤發電的「發電效率目標值」設定為41%(圖5)。
- 在零售階段，「(能源供給結構)高度化法」要求零售電力業者在2030年度的銷售電力中，非化石電源比率應達44%以上，亦即使用煤炭和天然氣等化石燃料的火力發電比率必須低於56%。
表1、「省能源法」中新建火力發電的效率基準[3]
| 燃料 | 新設的基準 | 基準設定依據 |
|---|---|---|
| 煤炭 | 42.00% | 依據已開始運轉的最先進商用發電廠(USC)的發電效率 |
| LNG | 50.50% | 依據已開始運轉的最先進商用發電廠(複循環發電)的發電效率 |
| 石油等 | 39.00% | 依據最先進的發電設備的發電效率 |
圖5、日本火力發電效率評估之標竿指標(Benchmark) [3]
(四) 電力業者的自願框架，以及省能源法、高度化法的要求，將促使高效率燃煤發電的引進，並淘汰低效率的燃煤發電。
(五) 此外，從能源安全保障和經濟性的觀點，對於只能選擇煤炭作為能源的新興國家，日本將因應夥伴國家的要求，提供高效率燃煤發電，遵守經濟合作暨發展組織(OECD)的規定，且符合夥伴國家的能源和氣候政策下，原則將支援引進全球最先進的超超臨界壓(USC)以上的發電設備。同時，根據碳捕集與封存(CCS)技術的實用化情況，將階段性增加具備CCS的燃煤發電設備出口。其旨在向海外推廣先進高效率技術，不僅有助於新興國家的經濟發展，並為這些國家的CO2排放減量做出貢獻。
參考資料
[1] 国によって異なる石炭火力発電の利活用，經濟產業省 資源能源廳，2018/6/21。
[2] 第5次エネルギー基本計画，經濟產業省 資源能源廳，2018/7/3。
[3] さまざまなエネルギーの低炭素化に向けた取り組み，經濟產業省 資源能源廳，2018/2/8。