削減CO2 企業因應有道

專欄分類: 
溫室氣體減量

 

自本期起,本簡訊將陸續介紹全球著名企業在削減CO2方面的努力與成果,這些案例資料係來自世界企業永續發展委員會(WBCSD)與國際商業總會(ICC)合著的一本報告「企業與氣候變遷」,將涉及能源效率,資源效率與自發性協議等三大部分,日後本會將集結成冊,供會員參考,相信這些資訊對於我國企業在改善能源資源效率,及削減溫室效應氣體上,有莫大的助益。

 案例1、旅館業的廢熱回收- Forte Plc

廢熱回收是一個很簡單的概念,也應用了近五十年歷史,但卻不夠普及。以廢熱回收來發電或其他應用,不僅可為企業省下一筆可觀的成本,也可因減少燃料的使用,而降低CO2 的排放。

Forte 為全世界最大的連鎖旅館業,電力、熱水及熱的需求量大,早在1983年該公司就對其高能源成本的問題極表關切,故參與了英國能源效率辦公室(Energy Efficiency Office) 的一項熱與電力結合系統(a combined heat and power system, 簡稱CHP) 之示範計畫。此計畫成功地證明了旅館可自己設立發電系統,廢熱可用來產出熱水及暖氣。主要的缺失就是技術支援不足,旅館業不可能負擔發電系統的操作及維修人員。

在1987年前,Forte幾乎已快放棄採用CHP的構想,直到曼徹斯特出現了一家從建造、操作到維修均可一手包辦的承包商,才有了轉機。於是Forte在英國旗下的一間旅館,由Combined Power Systems 公司(CPS)興建了第一套發電系統,發電成本比向國營電力公司購買的成本減少了40%。產生的熱水及餘熱亦供旅館使用,過去浪費掉的水與熱均重新規劃並予以有效再利用,進一步降低旅館的營運成本。由於該系統僅提供60%的電量,故Forte仍保有與國營電力網路的連線。也因為此案的成功,Forte決定推廣至旗下其它連鎖旅館。

到了1995末,已有70家Forte的連鎖旅館設置了CHP設備,總發電量達7,700KW,整個集團每年節省了至少200,000英磅的成本。由於廢熱的利用,所節省的燃料換算成降低CO2排放,全部70套系統的總和為每小時6噸。若保守估計以每年運轉一半時間來算,Forte每年在CO2削減的總量上,便可達28,000噸。1996年起Forte開始在其另外100家旅館設置CHP的計畫,預計整個集團每年可進一步節省500,000英磅的成本,至於對CO2的削減,貢獻則就更為顯著了。

全球擴大效益

上述的例子,是一個大型連鎖旅館業節省成本、燃料、進而降低溫室效應氣體排放的成功典範,其他的大型同業也將跟進,但全球80%的旅館業為中小型企業,故如何進一步推廣,是未來的重要課題。

全球12大連鎖旅館業在威爾斯王子的邀約下,共同成立了威爾斯王子企業領袖論壇中的一個組織,稱為International Hotels Environment Initiative (IHEI),主要目的為交換彼此在永續發展方面各項措施或改革的經驗,並可提供技術協助給中小型同業。

綜合心得

從本案例中我們可學習到下列數點︰

1.大型旅館及商業大樓,可利用CHP系統來節省成本,並降低CO2的排放。

2.CHP系統需要專業的技術,即使像Forte為最上等的旅館,仍須要藉助於外來的專業技術人員協助。

3.應對技術提供者及承包商提供獎勵的誘因,以確保與旅館業能從此類計畫中共同獲利。

4.同業工會或組織應對其會員提供充份的技術或資訊協助,特別是對中小型企業。

詳情請洽︰

John Derwent - Forte Hotels Ltd

(44) 171 467 3621

John Forte - Indep. Environmental Advisor

(44) 171 189 583 2859

Dr. Julian Packer - Combined Power Systems

(44) 161 873 8363

International Hotels Environment Initiative

(44) 171 467 3600  

案例2、區域型加熱系統:舊觀念新應用- 東京電力公司

東京地區由於土地昂貴,人口密度高,引發了利用廢熱做為市中心及周圍區域的加熱媒介之構想。區域型的加熱系統是一種老式技術,大部份採用不能再推動渦輪(turbine)的熱水,做為大樓暖氣或其它商業應用。此與Forte連鎖旅館業的熱與電力結合系統(combined heat and power system, 簡稱CHP) 類似,最終均可因回收廢熱,減少使用燃料,而削減了CO2的排放。

東京電力公司更進一步予以革新,他們把焦點放在焚化廠、生活污水處理廠與電站的廢熱回收,1996年進行了29個區域型加熱及冷卻系統的計畫,預計在2000年前要增加到40個。

下表為其中4個計畫在經濟與環境上的效益:

年份        1994        1995

節約的能源    8.4百萬kWh  8.7百萬kWh

SOx減量1,660 kg  1,730 kg

NOx減量        1,810 kg  1,880 kg

CO2減量        3150公噸       3260公噸

Sumida 為一條流量大的河流,流經東京的Hakozaki區,此區正快速發展為國際商業區,由於Sumida河的水溫保持恒溫,高於冬天及低於夏天的大氣溫度,所以東京電力公司的工程師,決定以此河水做為一大型熱幫浦(heat-pump)系統的媒介,此系統用來提供河岸新蓋商業與公寓大樓的加熱與冷卻。

此穩定的熱源,使該系統較以空氣做載體的傳統熱幫浦,效率高出20%。熱幫浦係以其能高效率地將電能轉化為可利用之加熱和冷卻而聞名,主要原因為其可從空氣或水取得更高的自由能(free energy)。

東京電力公司指出,區域型加熱系統僅是該公司削減CO2計畫的一部份。由於該公司為世界上應用核能發電最大的公司之一,在1996年7月出版的「東京電力公司環保行動報告」中便指出,該公司1995年核能發電便占了40%,若換算成一般燃料,相當於7,920萬噸/年的CO2排放。該公司承諾更廣泛地開發及使用不含碳的能源,主要為核能及可更新的能源。

Sumida 河計畫的能源及環境利益:

節能效益            減少耗油           37萬公升/年

環境效益            削減Nox排放     300公斤/年

環境效益            削減Sox排放     240公斤/年

溫室氣體效益     削減CO2排放     550噸/年,相當於150噸碳/年

綜合心得

1.使用廢熱,避免燃燒含碳燃料,來削減溫室效應氣體的排放。

2.有許多創新的方法,可從河水、污泥、廢棄物焚化爐及電站,有效取得並利用潛熱(latentheat)。

3.在發展區域型加熱或冷卻系統計畫中,仍有許多機會可使都市舒適度與自然界調和共存。

4.核能及其他不含碳的發電系統,也可避免CO2的排放。

詳情請洽︰

Mr. Yasuo Hosoya

Tokyo Electric Power Company, Inc.

Tel︰(81) 3 3501 8111

Fax︰(81) 3 3504 1570

E-mail︰to23074@pmail.tepco.co.jp    

案例3、從化石燃料中獲取更高的可用電力- ABB

天然氣為最乾淨的化石燃料,CO2的排放量僅為煤的一半,在30年前,也就是能源危機及全球暖化問題未受到重視前,簡易循環的燃氣電廠(simple-cycle gas-fired power plant)能源轉化率,通常低於天然氣熱量的35%,當時氣體渦輪常用來應付尖峰用電,故提高能源轉化效率來提高利潤,是每家工程公司追求改善的動力。直至七0和八0年代,降低氮氧化物排放之環保要求,為第二項動力。石油與天然氣的價格及供應的問題,則成了第三項動力。

為了維持競爭力,燃燒工程公司必須提供一足以符合高效率運轉,又能符合低成本的系統,ABB即為個中翹楚。1980年代早期,ABB發展了能源轉化率高達54%的複合式循環(combined-cycle)系統。1990年早期,ABB的GT 26簡易循環氣體渦輪的能源轉化率為37.8%,複合式循環系統為58.5%。ABB的目標是在公元2000年時能超過60%,此意謂效率的改善率可達71%,而每單位電力的CO2削減率也可達71%。

ABB也同時改善燃煤鍋爐的效率,30年前許多燃煤電廠的能源效率甚至低於32%,但是現在則可達41-43%,改善率達30%,而CO2削減率可達30%。

綜合心得

1.複合式循環燃氣電廠的效率,遠較簡易循環系統為好,CO2削減率可達70%。

2.燃煤鍋爐的改善率可達30%。

3.由於一般預期電廠的壽命長達35-50年,故舊電廠改採最新技術,以削減溫室效應氣體的題,引起相當大的爭議。

4.誰應負擔系統改善的成本,仍是一待決的問題。

詳情請洽︰

Jan Stromblad

ABB

Tel︰(46) 8 658 8160

Fax︰(46) 8 658 8115 

案例4、從煤獲取更多的能源:Texaco Global Gas and Power

天然氣發電系統因為採用複合式循環(combined-cycle)系統,能源轉化效率有了顯著的改善。所謂的複合式循環系統,即是先以燃燒後的熱氣來推動渦輪,再以廢熱鍋爐產生的蒸氣來驅動發電機。

燃煤電廠的能源效率改善,就複雜多了,因為燃燒後的氣體含有未燃碳及飛灰,無法直接推動渦輪,若要先除塵,則勢必須將燃燒後的氣體降溫,反而不利於廢熱的利用。Texaco Global Gas and Power已耗時50年,發展了能更有效利用能源的氣化技術,將煤炭、重油、石油焦及其他固體燃料轉化成合成氣(synthesis gas),直至1996年底,Texaco 已授權120座氣化設備,其中在中國大陸就超過20座以上,應用於日愈蓬勃的化工業。

本案例主要說明一個結合煤氣化與複合式循環(Integrated Gasification Combined Cycle, 簡稱IGCC)的250 MW發電廠,設在美國佛羅里達州的Polk County ,是Tampa 電力公司(TECO)與美國能源部的聯合投資案,總投資額5億1仟萬美元,政府投資超過1億2仟2佰萬美元。

投資案的目的為︰

1.證明此新技術可較傳統燃煤電廠,顯著降低SOX及NOx排放量。

2.證明商業化電廠應用此技術的可行性。

3.測試General Electric的熱氣淨化系統,若可行將可大幅提高能源效率。

該電廠已在1996年9月試車,結果已發表在1997年1月舉行的能源部第五屆淨煤技術研討會(Fifth Annual Department of Energy Clean Coal Technology Conference ),除了啟動程序仍有一些小問題待決外,其他上述各項目的均可達成,目前在進行另一為期半年的測試,檢視此技術的耗煤量,是否可較傳統技術減少10-14%,易言之,每單位電力可削減CO2的排放達10-14%。

整體而言,此技術在各項污染物如NOX、SOX、CO2的減量上,均有顯著的效果,目前也在測試應用到不同種類的煤,若以一20年壽命的250MW IGCC電廠來計算,CO2的削減量為6百萬噸。

投資成本

目前的初設費每kW約為美金2,000元,雖然包括了場址整地及研發費,但與傳統電廠相較仍高出許多,Texaco正在開發新一代IGCC電廠,初設費預期可降至每kW約在美金1,100至1,400元之間。Texaco目前與大陸正在洽談興建IGCC電廠案,在義大利也已授權三座電廠,採用重油為原料,總發電量為1,300MW。此種技術若再配合生產CO、H2等化工用化學品,成本將可再進一步降低。

綜合心得

1.IGCC是一種極具商業價值的新技術,雖然以煤發電,但卻可大幅降低NOx、SOx及粉塵的排放。

2.IGCC可提高燃煤電廠的能源轉化效率,同時可削減CO2達12%。

3.隨著技術演進,將可進一步降低污染物排放及提高能源效率,尤其是若能開發出更先進的氣體渦輪,助益更大。

4.先進國家很有意願採用此技術,因為可充份利用低級或劣質煤。

詳情請洽:

R. C. Weissman, Texaco

Tel︰(1) 914 253 4034

Fax︰(1) 914 253 7744

Donald Pless

TECO

Tel︰(1) 941 428 5958

Fax︰(1) 941 428 3959       

案例5、可改善能源效率的熱與發電結合系統: IVO電力工程公司

經濟成長會造成對新能源的需求,一般大家想到的主要是電力,但工業界除了電力外,對製程所需的熱能亦格外重視。新興工業國家不僅需要充足的能源來維持高度的經濟成長,同時也必須重視能源科技對環境的衝擊,

荷蘭的Imatran Voima Oy (IVO)公司是熱與電力結合系統(combined heat and power, 簡稱CHP)全球的主要供應商之一,熱與電力結合系統的概念很簡單,就是在製造業工廠中裝設較小規模的發電設備,以天然氣、油或固體燃料,甚至廢棄物做為能源來源,來發電及產生熱源(熱氣、熱水或蒸氣)。一般而言,最新的粉煤發電廠能源轉化率僅40%,浪費了60%,CHP系統的能源轉化率則可達90%,兩者若均採用煤為燃料,CHP系統的CO2削減率可超過50%。

最新的CHP系統,採用流體化床鍋爐技術(Fluidized bed boiler technology),因為它熱效率高,又可處理廣泛的燃料,同時去除酸氣的效果更高。芬蘭全國在1995年以CHP發電的比例已達34%,且仍會繼續提高,發展中國家應可借鏡參考。

綜合心得

1.CHP系統可提供新興工業國家一個促進經濟成長、顧及環境保護、及節約能源的機會。

2.由於CHP系統採用流體化床技術,可以燃燒生質原料,且對環境更為親和。

3.CHP系統的能源轉化率高,相對地,可降低資源消耗與溫室效應氣體排放。

詳情請洽:

Mr. Juhani Santaholma

Imatran Voima Oy (IVO)

Tel︰(358) 9 8561 6000

Fax︰(358) 9 8561 6029

E-mail︰juhani. santaholma@ivo.fi

案例6、降低印度電力傳輸系統之電力耗損ABB

由於印度的煤蘊藏量豐富,國家電力公司目前正在Uttat Pradesh 省Sonebhadra區的Rihand興建一座大型燃煤電廠,900公里遠的新德里將使用此處產出的1500MW電量,現有的400kV交流電輸送線,無法負荷電廠產出的電力,在成本及效能的考量下,決定對現有系統予以改善。

電力的傳輸,難免會因電纜線的阻力及其他性質,而造成能量的損失,短距離的小電量傳輸或許不太顯著,但1,500kW要傳輸900公里,則必須加以重視,因為損失掉的能量必須消耗額外的燃料才能補足,相對地也造成額外的污染物及溫室效應氣體的排放。

高壓電傳輸可以直流電或交流電型式,直流電一般應用於長300公里以上之傳輸,在800至1,000公里間的傳輸距離,高壓直流電系統的能量損失較交流電系統的損失最大可低20%。雖然高壓直流電系統的設置成較高,但其穩定性、耗能狀況及輸電效率等均優於交流電系統。

從溫室效應氣體的排放量來看,500MW燃煤電廠每年概約會排放3,066,000噸的CO2,1,500MW的燃煤電廠則達9,198,000噸,傳輸時每百萬瓦的電力損失,每年會額外增加6,143噸的CO2排放。

綜合心得

1.高壓直流電的電力傳輸系統,可顯著降低電力損失。

2.此案例是一個良好的典範,因為其改善能源效率的投資成本。可完全從節省的成本來支出。

3.電力傳輸的電力損失,會直接造成額外的CO2排放。

詳情請洽:

Carl-Axel Rossen

ABB

Tel︰(46) 240 78 3967

Fax︰(46) 240 61 1159

案例7、廢氣再利用: Monsanto

Monsanto在美國路易斯安納州Luling的氨氣工廠,雖然均可符合聯邦及州政府的污染物排放法規,但廢氣排放中卻包括了巨量CO2。就在Monsanto的工廠附近,Texaco公司在Paradis油田抽取原油,因為地底貯油液位與石油間的壓差關係,必須以水、蒸汽或其他溫和的氣體打入藏油區,使貯油液位昇高,以增加流量來提高產量。Monsanto的Luling廠正好有一股排放的廢氣可派上用場,而Texaco也有應用廢氣的成熟技術與經驗,於是雙方建立了成果豐碩的合作夥伴關係。

依據雙方的合約,Texaco向Monsanto購買廢氣,每運送1,000立方英呎須支付美元10分,Texaco負擔設備及將CO2運輸至附近油田的成本,總投資為一千五百萬美元,由Monsato負責操作營運,自1994年8月啟用。合約雖為期5年,但雙方預期至少可持續20年。每年該廠將11億磅的CO2打入地底貯油區的底部,換言之,本來是會造成溫室效應的氣體,現在用來增加產油量。除了CO2外,該廢氣尚包括下列成份:

有機揮發性氣體(主要為甲烷)      440仟磅/年

CO           940仟磅/年

NH3         32仟磅/年

Ucarsol    32仟磅/年

當地底貯油區的藏油被抽盡後,油井將予以封閉,所以打入地底的廢氣不會造成二度污染,不過Texaco已將打入的廢氣再循環使用,甚至可連續使用到數個油井,更提高了此應用的經濟效益。

綜合心得

1.工業廢氣中的CO2及其它成份,有許多再利用的價值。

2.當工業廢氣產源鄰近有舊油田時,這些廢氣可用來改善產油量。

3.廢氣的再利用可使製造者與應用者共同獲利。

詳情請洽:

Michael A. Pierle, Monsanto

Tel:(1) 314 694 8882

Fax:(1) 314 694 8952