煤礦能源的興與衰

煤礦是埋藏在大地之下的能源，早在工業革命以前，古代的人們便會開採煤礦作取暖、冶鐵等用途。到了十八世紀，西方國家開啟了工業革命，煤礦也成為了推動蒸汽機最佳的燃料，直到現在煤礦仍持續著推動著工業文明發展。

事實上，中國古代對煤礦的利用的歷史及發展遠早於西方，早在漢代便有確鑿的煤礦開採記錄、遺跡。明代宋應星所撰寫的中國科技百科《天工開物》中，更是記載了當時開採煤礦的的技術，以及解決煤層中富含天然氣所造成的礦工窒息、礦洞爆炸的對策。

在西方，英國則是在十八世紀末發展了許多媒礦大量開採的工程技術，滿足了工業發展中，燃料以及煉鋼的大量需求。直至1950年代後，石油的大量生產及利用逐漸取代了煤炭燃料的地位，蒸汽機也被內燃機所取代。但二十世紀末，全球迎來了兩度石油危機，各國開始積極的尋找替代能源，煤炭也再次獲得各界的注目。

早期地下煤礦開採工作區域狹小且危險性極高，並且常使用未成年勞力。（圖／Library of Congress Prints and Photographs Division, Records of the National Child Labor Committee）

105年度，火力發電站台電公司年度總發構電量的八成，其中有近半來自於燃煤發電，而究竟煤礦與天然氣的差異又在哪呢?（圖／世新大學 新媒體科普實作計畫）

比起化石燃料，煤礦有什麼優勢？
 
隨著台灣「非核家園」政策的推行，核能發電的佔比開始逐步減少，火力發電量則相對開始提升。105年度，火力發電站台電公司年度總發構電量的八成，其中有近半來自於燃煤發電。

台灣是作能源孤島，能源自給率及低，多數的化石燃料來仰賴船舶進口，大量供給火力發電的天然氣以及煤炭也不外乎是。而相較於另一發電大宗——天然氣，煤礦擁有易貯存、易運送、成本低且蘊藏量豐富等優勢。有別於氣態的天然氣需要經由低溫、高壓的天然氣船耗費大量的功能壓縮及運送，煤炭本身就為穩定的固態，可以安全的儲藏在常溫、常壓下。

根據台灣法規，天然氣的法定儲存量只有15天，而煤炭的法定儲存時間則是30天。因此相較於天然氣，煤炭較不會受到天氣、戰爭等因素所造成的斷供影響。同時就發電成本的考量來看，每發一度電燃煤發電的燃料成本約為1.2元，而天然氣則高達2.7元。

煤礦的致命缺點：霧霾

 
雖然煤炭擁有以上無可取代的優勢，使之成為了便利生活中能源供應的重要來源，但其對於環境的污染卻是我們無法忽視的缺點。其中又以燃煤發點所帶來的空氣汙染尤為嚴重。

煤礦的燃燒不僅會排放大量的二氧化碳，增強溫室效應，且在低品質的煤礦中含有大量的硫化物、氮化物，經由燃燒後會隨著二氧化碳排放到大氣之中，造成酸雨、溫室效應等環境問題。燃煤除了會排放大量溫室氣體，更會排放出有機質、硫酸鹽、黑炭、粉塵等細顆粒物質，而這些物質便是現代人必之唯恐不及的PM2.5的主要成份。

現今的中國華北地區便因為大量的燃煤，而使得霧霾長期籠罩。這些對人體有重大危害的毒性顆粒在吸入人體後，會對人體的呼吸系統、免疫系統等造成可怕的危害，嚴重影響人民的健康。

煤礦雖然是一種方便又便宜的能源，但其對環境的傷害卻是不容忽視，倘若為了一直方便而持續大量燃燒煤礦，必會造成可怕的苦果。如今科學家也積極的在發展有效且乾淨的燃煤技術，希望在未來能以更乾淨、環保的方式燃煤發電。