能源即算力》天然氣為何再度翻紅？一次看懂發電技術與應用差異

為何這項「老技術」重新受到矚目？

除了川普政府加大投資力度外，實際施行速度與基礎建設條件同樣成為關鍵因素。美國電網更新與新建流程向來耗時冗長，從環評與審批到最終併網往往動輒數年，部分地區甚至出現專案排隊等候併網的情況，使新增電力難以及時落地。

在此背景下，相較動輒需要十年以上規劃期的核電廠，燃氣發電系統通常僅需一至兩年即可建置完成並投入運轉，且不受天候影響，可全天候穩定供電。

對於用電曲線劇烈波動、負載隨 AI 訓練與推論任務快速變化的資料中心而言，這種部署速度與供電可預測性，成為天然氣發電重新翻紅的核心原因。

燃氣渦輪和燃氣引擎，它們差在哪裡？

在天然氣發電體系中，主要可分為兩大類設備，應用邏輯截然不同。

第一類是燃氣渦輪機（Gas Turbine）。單機容量龐大，適合支撐超大規模資料中心或園區型電力需求，耐久性比較高。其單循環發電效率約為 30% 至 40%；若搭配餘熱回收系統，形成複循環（Combined Cycle）機組，整體效率可提升至 50% 至 60%，在大型基載應用中具備明顯優勢。

第二類是燃氣引擎（Gas Engine 或 Generator）。相較之下，單機容量較小，但成本較低，效率可達 35% 至 45%。其最大特點在於啟動速度極快，可在短時間內併網供電，特別適合應對電網不穩或 AI 負載瞬間飆升的情境，做為彈性調度與備援電力的重要支柱。

全球供應商有誰？

在全球市場上，燃氣渦輪長期由幾家工業巨頭主導，包括 GE Vernova、Siemens Energy 與三菱重工。三者合計占全球大型燃氣渦輪市場近七成份額。至於中小型（燃氣引擎)、強調快速啟動與模組化部署的設備，則以 Caterpillar 與 Cummins 為主要供應商。

值得注意的是，隨著 AI 基礎建設投資急速擴張，主流廠商的訂單已排至 2029 年之後，交期動輒數年。在產能受限的情況下，市場甚至出現改裝舊型飛機引擎做為燃氣渦輪替代方案，或高價搶購貨櫃式模組化引擎的現象。某種程度上，發電設備正成為與 AI 晶片同等關鍵的戰略資源。

天然氣也可以更環保？

談到天然氣，外界第一時間想到的往往是碳排問題。確實，相較風電與太陽能，天然氣在燃燒時仍會排放二氧化碳；其主要成分為甲烷，若在開採、液化或運輸過程中發生洩漏，其溫室效應甚至高於二氧化碳。

但若從能源轉型的「過渡期角色」來看，天然氣並非單純的高碳選項。

首先，在所有化石燃料中，天然氣的碳排強度明顯低於燃煤與燃油。以發電為例，天然氣發電的碳排放量約為燃煤的一半，同時幾乎不產生硫氧化物與懸浮微粒，對空氣品質的影響也較低。在電網尚未完全綠電化之前，天然氣被視為相對「低碳」且可快速替代高污染燃煤的橋接能源。

更關鍵的是，新一代燃氣機組正朝「低碳化」方向演進。

目前多數主流設備已具備氫能混燒能力，可在天然氣中摻入一定比例的氫氣燃燒。由於氫氣燃燒後僅產生水蒸氣，排放較少二氧化碳，隨著摻燒比例提高，整體碳強度可顯著下降。部分最新機型已可支援 30% 以上氫氣比例，並規劃未來逐步升級至 100% 氫氣燃燒能力。

（首圖來源：pixabay）