全球最大的碳回收場開始興建，二氧化碳去哪了？

本文由 高柏科技 合作，泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時，曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏，那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓，引來眾多師生抗議。

「從此以後，我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中，帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言：在理論模型中，氨是太空熱控系統的理想介質；但在現實的辦公大樓裡，它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯，但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險，以及必須為後果負責的工程師。

高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ，曾任職於美國 OAO 工程部熱流組，深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球，他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心：當晶片運算速度無止境攀升，那股伴隨而生的熱，究竟該往哪裡去？

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗，彷彿進步毫無邊界。然而，每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化，一旦設備過熱，系統便會降頻保護。在物理現實面前，再動聽的發表會敘事也必須低頭。

回顧個人電腦發展早期，晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後，鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級，其實更像是對空間的極限勒索：晶片功率翻倍，發熱源的面積卻沒變大，機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出，散熱設計的核心只有三要素：功率、熱源面積與空間限制。他舉例，在標準的 1U 機箱中，若發熱面積約為三十乘三十毫米，氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數，而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於，風扇轉速提升的背後，是噪音、電力損耗與空間占用。

因此，「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫，而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱，卻也將新的挑戰帶入機房：漏液風險、流道堵塞、材料相容性，以及維運時的難度。工程的進步，本質上鮮少是徹底消滅問題，更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的，不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人，是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中，沒有空氣能讓風扇製造對流；受光面溫度破百度，陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射，以及熱管與環路型熱管（LHP）來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱，冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力：在他設定的特定條件下，實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能；但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變，移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦（kW）。他強調「每秒」的觀念，因為散熱談的是動態流動速率，而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此，太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度，偏好無馬達幫浦的被動式設計；但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度，往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒：技術是否「先進」，與它是否「適合」當下的場景，始終是兩回事。

好論文，為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」，而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作，還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據，在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時，也曾遇過實驗數據無法複製，或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠，而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝，高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」，每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作，並指派專業人才在過程中持續微調、校正，確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測，但由於儀器預設以「水」校正，換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算，卻發現缺乏重複性，數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面，改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證，才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號，而在於那段不夠優雅的挫折：假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻，企業需要的不只是會算數的人才，而是能洞察研究何時「走鐘」，並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

林唯耕坦言，過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」，進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽，卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計，若無法穩定生產或贏得客戶信任，也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案，誰來負責出貨？

訪談尾聲，主持人國威提出了一個時代難題：假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計，企業該選擇全面擁抱 AI 的速度，還是保留緩慢但穩定的工程驗證，以規避潛在的失效風險？

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是：兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案；但工程師仍須實作原型，進行嚴苛的性能與可靠度測試，最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺，而是基於一項事實：AI 的資料庫裡，通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節，且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代，最稀缺的未必是熟練下指令（Prompt）的人，而是具備這種能力的人：能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來，並且願意為最終的量產品質負起責任。

大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中，雲端是由龐大的機房架構而成，裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張，都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值，就是不讓這筆物理帳單，被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

• 文／陳柏宇

前面我們討論了火力發電的讓污染減少的燃燒前處理以及燃燒新技術，但是事情還沒完……

小時候，不論是大人或是老師，都會告訴我們做事情要做到最後一刻，有始有終。對於污染物的處理也是一樣，來到最後一關，在火力發電的最後就是燃燒後處理（Post Combustion Process）上場的時刻啦。

化石燃料在經過鍋爐燃燒後會產生煙道氣（廢氣）。而煙道氣裡面主要含有以下幾種物質：硫酸鹽（SO_X）、硝酸鹽（NO_X）、有機揮發物（VOC）以及我們最在意的 PM2.5 懸浮微粒、重金屬。

現在的火力發電廠要符合空污法規，基本上都必須加裝許多空污的處理設備。再厲害的燃燒技術，沒有這些設備的污染的排放量還是很嚇人的，加裝脫硫設備的前後比較如下圖。

以下針對燃煤與火力電廠標準配備污染物處理流程進行討論！

煙道氣從燃燒室出來後，會先經過選擇性催化還原反應（Selective Catalytic Reduction, SCR）脫去氮氧化物，再經過除塵設備去除大部分懸浮微粒，最後經過排煙脫硫設備（Flue Gas Desulfurization, FGD），脫硫後從煙囪排出。

第一關：SCR，現出原形吧氮氧化物

所謂煙氣脫硝技術或是選擇性催化還原反應（Selective Catalytic Reduction, SCR）是指在煙道氣中噴入氨氣等還原劑，在金屬或是金屬化合物催化下，將氮氧化物還原成氮氣與水。這是國際上相對普遍且成熟的做法，整體效率大約為 85%~90%以上。

此設備常放在第一站與鍋爐體結合，使煙道氣的溫度還維持在攝氏350~400度的時候，在金屬催化下進行氮氧化物的還原。

第二關：除塵設備，微粒都給我不要跑

除去微粒的設備主要有兩種，分別是靜電集塵器與濾袋集塵器。

靜電集塵器（electrostatic precipitator, ESP），是一般大型電廠用來去除微粒的方法，藉由放電電極線產生電暈放電 （corona discharge），使空氣分子游離而形成帶電的空氣離子，空氣離子與微粒摩擦使之帶電，緊接著帶電的微粒在因為異性電相吸，被兩側的帶電擊板收集。收集板或累積之粉塵微粒需定期由敲擊器震落，由底部之漏斗收集及儲存，蒐集的灰飛可以用作他途，例如溶入建材。

靜電集塵器通常的使用時機為：除塵效率要求高、具有經濟效益的粉塵回收、高溫廢氣除塵或廢氣及粉塵不具爆炸性。靜電集塵器與袋式集塵器相類似，對於 1 µm 左右之微粒去除率很高（更小的粒子不易帶電無法吸附），整體來說有 99% 以上的效率。台電中火目前預備要將 ESP 進行升級，預計進一步提升去除效率。

而濾袋集塵器（Bag Filter or Particle Reduciton System, PRS），除污效率就更高了，其原理就跟一般家裡的吸塵器類似。早期受限於材料特性，對於大型燃煤電廠不太適用；近幾年因於材料（複合材料）的進步，大型燃煤電廠也開始可以選擇以濾袋集塵器做為去除粒狀污染物的設備，林口電廠就是此例。

第三關 FGD、和硫氧化物說分手

最後，我們來到除污設備的最後一道關卡，排煙脫硫設備（Flue Gas Desulfurization, FGD）。台電方面主要採用的是濕式脫硫塔（石灰石膏法），將煙道氣送入塔內，塔中噴灑化學藥劑，讓硫酸鹽與石灰石（碳酸鈣）等鹼性物質作用，形成石膏（硫酸鈣）。同時由前面步驟「漏網」的懸浮微粒，也可以將懸浮微粒洗入漿液中，這也是這個設備架設在最後端的原因。生成的石膏可以製成石膏板等其他用途，整體的去除效率大約 90~95 %。

林口電廠以及麥電則採用海水脫硫法，利用海水的鹼性中和硫氧化物，整體效率也可達 95%，相較於石灰石膏法，可避免使用大量淡水以及產生固體廢棄物，但廢水排入海中時必須要受到相當監控，避免污染海洋生態。因此林口電廠也試著在排放口設置一套海洋牧場養魚，希望借以印證其排放水對海洋生態影響不大。

最後，經過層層關卡的煙道氣最終還是要排入我們的大氣。以林口電廠為例，煙道氣排出前會經過煙氣連續監測設施，所有的排放數據，電廠都有即時的監控、呈現在調度室的儀表板，並且直接與地方政府資訊連線，為民眾健康把關。

我們前面談到的這些整套設備都要價不斐，但這些設備都是有效率極限的，所以如何在最合理的情況下控制污染，以及從前頭的處理讓煙道氣本身的污染減少，都是需要考量的。

所以我說，那個二氧化碳呢？

講完如何讓煤燒起來乾淨一點後，其實，我們都還沒討論到大魔王，也就是國際間最關心的污染物，二氧化碳。

大家都知道它會使氣候變遷惡化，這邊就要回到真正的「乾淨的炭」（Clean Coal）的意思，一般意指燃燒化石燃料的二氧化碳捕捉與封存（ Carbon Capture and Storage, CCS）。

技術性上為了讓二氧化碳容易捕捉，我們勢必得再提高煙道氣裡的二氧化碳濃度（煙道氣裡多數是氮氣）。理論上會採用一些技術讓燃燒更有效率；再透過一些能與二氧化碳反應的化學成分或是吸附劑進行捕獲。不過這些也都是另一個故事了，這邊就讓我偷懶省略一萬字，在使用煤炭仍然主流的趨勢下，國際上也越來越多電廠搭配上相關的新技術。畢竟未來有減緩二氧化碳排放、碳稅即將開徵的壓力。

但想額外強調一點，化石燃料的使用，即便有再好的科技做搭配，排放二氧化碳仍是無法避免的。而所有更「乾淨」也都需要付出更多經濟上、或者其他面向的代價。

值得被看見的技術進步

隨著便利的電力帶來的繁榮，人們也逐漸要求更高的生活品質；某種程度上，這也是為何空污議題會越來越受到重視的原因。在電力生產的背後，有許多人在崗位上努力為空氣品質、健康把關。空污處理技術、電力穩定、能源轉型，這些都是臺灣現在面臨相對複雜的問題，必須要花更多心思理解。燃煤發電固然帶來了較高的空氣污染，但配合優良的防制技術，仍然可以有效地抑低空污排放，在實務上這些電力也很可能是我們維生所必需的資源，不宜輕易全盤否定。

近幾年台灣的火力電廠，不管是燃煤或是燃氣，在飽受批評的同時，也都開始引入許多改善的方法，每個環節的改善與技術的進步都是淚水與汗水的累積，這些努力也值得被看見；也期許更多的朋友可以透過系列文章，對於電廠除污技術有更多的了解。

參考資料

1. Lean and clean: why modern coal-fired power plants are better by design
2. 循環式流體化床鍋爐

本文由台灣電力公司委託/廣告，泛科學企劃執行

本文由科技部、經濟部贊助，泛科學策畫執行

今年（2017 年）8 月 15 日，正當夏日炎熱之時，臺灣突然陷入一片漆黑，全臺各地接連發生無預警停電，從北到南，臺北、桃園、新竹、雲林……，因為大規模的突發停電事件，加上前陣子才出現「729 限電危機」事件，使能源與用電問題再次浮上檯面（台灣人的檯面上好擁擠啊…..）。

但討論能源政策，只有全盤綠能、重啟核能這兩種極端選擇？

政府、台電、民間團體、企業公司、網路鄉民各方討論得沸沸揚揚，從廢核能到再生能源議題，似乎都沒有很好的定論，為什麼政府和民間的對話總是有落差？

「洞見發展與機會：能源政策之橋與溝通論壇」邀請到長期研究氣候變遷與政策審議的臺灣大學政治系副教授林子倫、持續針對能源議題發聲的綠色公民行動聯盟副秘書長，同時也是行政院能源及減碳辦公室委員的洪申翰，與石化業與化石能源議題專家，成功大學資源工程學系副教授謝秉志，分別從全球政治、民間行動者、石化能源產業三方角度來看現在臺灣能源政策遇到的困境：為何這議題那麼難講清楚？。

三管齊下、開啟對話

臺灣大學政治系林子倫副教授認為，在討論政府與民間的溝通問題時，首先要再次思考「風險」的概念。過去政府推出新政策前，會根據理性計算的「風險評估值」來進行判斷與評估，但這樣的方式，在現今卻已無法解決經濟開發所產生的衝突問題了。

最主要原因來自，現代社會具有更多元的價值、認知，以及利益關係，若探討議題時，沒有把在地化、差異化、特殊化等社會脈絡容納進來，便容易出現雙方認知落差。特別是，環境與能源議題具有複雜多變與高度不確定性的特質，當議題的討論變成實質上的執行時，又牽涉到更多層面的考量了。

「大家都同意全球需要更多的綠能開發，但當你家隔壁要建設太陽能電廠時，會馬上答應嗎？」，林教授問道。

此外，隨著資訊時代的發達，政府不再是唯一的資訊來源，民眾可以透過更多管道接觸到各種資源，而民間的專業知識與當地社會脈絡，使得政府的權威受到挑戰，對風險的認知亦出現落差。面對社會型態的改變，林子倫教授建議，對此應該發展出去中心化、更透明、更多元、更多層次的討論，「是不是可以把民眾放到跟決策者一樣的情境中，了解共同困境，重新設定討論的機制呢？」針對開啟能源政策對話的可能性，林子倫教授建議了三種方式：

1. 資訊公開透明、建立信任：透過資訊公開透明的方式，建立雙方的信任，當彼此有一定的信任基礎，便會從質疑轉向支持。
2. 開放決策參與過程：民眾的不信任大多來自資訊不完整，但若有足夠資訊和了解亦不會被外界的錯誤資訊誤導。同時，讓民眾有足夠地參與同樣能建立彼此的信任。
3. 能源在地化：每一個地區都有特殊性，除了政策要與當地進行更在地的溝通外，也可以思考如何將區域和當地做更好的經濟連結來創造雙方的利益。

而延續上方能源在地化討論，林子倫教授提出「社區再生能源」推廣的重要性，他認為「綠能不只是能源的轉型，更是可以幫助傳統產業如漁村、農村轉型的機會。還有很多更有創意的推廣方式值得我們來思考，提供社區不只是經濟上的誘因，而是更多元的誘因機制，創造更多的可能性」。

最後，林子倫教授呼應到本次論壇「溝通」的主題上，指出公民討論不應該只出現在大型的政策會議，而是可以透過更小的討論開始，慢慢建立雙方的信任，讓對抗轉向對話。

政府與民間的斷點在哪裡？

綠色公民行動聯盟副秘書長洪申翰則表示，政府一直都很強調與民間的溝通．但過去的「溝通」大多都是政府向政府體外的溝通，然而，能源轉型的問題不僅是能源配比的問題，更多其實來自政府治理的困境。對應本次論壇「橋接」主題，洪申翰提出四項政府在能源政策上遇到的「斷點」問題：

• 中央與地方的斷點
• 社會基礎的斷點
• 既有行政分工的斷點
• 能源資訊與教育的斷點

首先，中央與地方執行出現落差。舉例來說，在節電宣導政策中，服務業者並非屬於中央經濟部的能源局可以管理得來，必須透過地方政府的協助，藉由縣市政府的產發局、經發局甚至是工務局的投入才能擬定出合宜的政策並執行。而當中央政策無法落實到地方政府時，便出現中央與民間的落差。

其次，新政府提出許多能源政策目標，如離岸風電 2025 年要達到 3GW，政府為了努力達到目標，進行不少大規模的建設開發，「但這樣是很脆弱的」洪申翰指出。如果不能讓民眾成為社會轉型的一份子，一旦發生爭議時，民間對政府的不信任、懷疑的反撲力量就會很強烈，如同 815 大停電事件所引發的後續效應。

再者，既有的公部門行政分工上也出現斷點。洪申翰舉例，現在討論能源稅議題時，到底該由財政部，還是能源局主責？在目前的行政體系中，容易造成政策討論找不到主責單位，導致議題被擱置、無法推動。

最後，政府雖擁有專業的智庫團隊，但提供的專業知識和資訊是否能與民間對話？「政府近年來持續推出各種科普知識，但資訊仍然是單向的，依舊是『政府想告訴民眾什麼，而不是民眾需要什麼』」洪申翰點出造成資訊斷點的關鍵。

洪申翰再次強調，應重新思考民間在能源轉型中的角色到底是什麼？推動政策時，不只是政府與民間的溝通問題，更多來自體制性的斷點，要如何重新連接，改變現有的行政僵化問題會是一大考驗。此外，現在有許多民間與民間的交流，但要怎麼轉化成實際可執行的方案？都是必須持續改善的問題。

未來石化能源的出路

能源議題，除了政府與民間的溝通問題外，根本還是回到能源資源的狀態本身。成功大學資源工程學系謝秉志副教授指出，在 2016 年全球使用的能源中 85.5％ 來自化石燃料能（石油 33.3％、天然氣 24.1％、煤 28.1％）其次為水力及再生能源，佔了 10.0％，核能則佔了 4.5％。在可見的未來，全世界仍會相當依賴化石燃料能，天然氣的角色會更加重。

實際上，過往我們被告知需要擔心的石油蘊藏量，隨著科技進步，除了開發出新的油田外，更使過去沒辦法利用的資源獲得重新再開發，像是美國的頁岩氣、加拿大的油砂，使未來油氣資源不只足夠，更是能源供應的主要來源。

回看臺灣現況，根據臺灣 2016 年能源供給資料，自產能源僅佔 2.05%，97.95% 仰賴進口能源。其中，石油占比更是高達 48.93%，簡言之，臺灣不僅非常仰賴進口能源，還非常依賴石油。

然而，臺灣有近 50% 的能源被用於發電，即是導致台灣的「能源問題」常被看成是「發電問題」，「要討論能源政策時，要先搞清楚是要討論能源政策裡的石油問題，還是能源裡的發電問題？」謝秉志教授說道。

釐清了能源分配和資源後，再探討到電力問題。根據台灣 2016 年電力資料，火力發電提供 81.99 % 的電力，其次為核能發電 11.99 %，再生能源則是 6.02 %，其中火力發電，主要使用煤炭，再來為液化天然氣。

然而，在這樣的電力配比下，目前政府提出的 2025 非核家園政策，儘管停用核能發電，提升再生能源發電，但因為媒與燃油的使用仍佔大宗，導致二氧化碳排放問題依舊無法被解決。而根據「溫室氣體減量及管理法」，臺灣 2050 年的溫室氣體排放量要降為 2005 年的 50% 以下，代表臺灣未來 35 年需要進行實質的減碳工作並不容易。

在這樣雙重的壓力下，謝秉志教授提出「20-30-50」的改善建議，即 20％ 再生能源、30％ 媒、50％ 天然氣的能源使用分配，以天然氣取代煤炭使用，來同時達到降低碳排放量與新能源政策的目標。

不過目前臺灣天然氣已達最大供氣能力，若要擴大天然氣使用，必須從上到下做出完整的規劃，包含上游要穩定購買天然氣合約，同時尋求低價天然氣、增加自產天然氣；中游則必須興建運輸管線、擴增儲氣設備、興建接收站、提早與居民溝通；下游則要興建或擴增天然氣發電廠，以及最重要的：提早與居民溝通。在管理上必須注意維持供氣順暢、維護運輸管線、維護發電設備、主動對民眾公開資訊等。

謝秉志最後回應林子倫教授與洪申翰的建議，再次強調政府應提供民眾信任感及安心感，不管是雙方的溝通、在地的了解、政策的規劃都必須與民眾有更直接的接觸，不僅讓是在政策上的推動更順暢，同時也是發現新機會和可能性的重要關鍵。

聽完三位的意見，你認為台灣政府在溝通能源議題與政策上頭還有哪些不足、且值得改進之處嗎？歡迎來泛答跟我們分享你的看法！