汽電共生發展與應用 宜進實業公司技術課課長 張耀漳
汽電共生的技術包含機構、土木、化工及能源經濟各領域的專業知識。其機組型式繁多，燃料的選擇也是多樣的，例如以蔗渣、污泥、煤、天然氣、重油甚至廢熱、廢棄物等皆可應用。此外為適應各種工廠製程需要，即使是同類機組，其設計考慮上也有相當程度的差異。但是一般所謂汽電共生應該是定位在可利用單一投入燃料能源來同時產生熱能與電力的一個獨立系統，它的主要特質是必須能夠利用製程系統產生的熱能至某一程度。簡而言之，即是熱能(和蒸汽)的再利用且必須是與製程是連貫性的一種能源再生設備。
汽電共生系統機組有三種主要方式 1. 先發電循環 有人稱之為頂部循環，它是先利用燃料產生高壓高溫蒸汽去推動蒸汽渦輪發電機之後再將此蒸汽引到工廠供製程使用。 2. 後發電循環 有人稱之為底部循環，它是利用工廠製程中產生的廢熱轉換為蒸汽發電。 3. 複循環系統 本系統是融合上二項特點之設計，但需考慮是否有利工廠生產流程。上述三種系統其關鍵在於整個循環中不僅要產生電，而且還必須產生足夠之蒸汽供製程用，才可稱作為汽電共生。另外要成為合格汽電廠尚須要其總熱效率不得低於50%及有效熱能產出比率不得低於20%，但如果是專業廢棄物處理所設之汽電共生廠則不在此限。 從政府立法獎勵推廣氣電共生至今已逾十年，國內汽電機組的裝置容量已成長了好幾倍，相關技術已漸成熟，目前各系統皆有其優點。 就發電原動力的發展上主要有四種 1. 為採用動力鍋炸 因其可以多樣化選擇燃料進而降低成本、加上使用的蒸汽鍋輪機也已發展成熟，淨熱利用率在80%左右，是現今常見的一種汽電共生機組。 2. 為使用重油引擎為動力 本類型機組熱利用率約在50∼65%之間且機組發電量較小，但此系統建廠時間短，起動與降載反應快，一般用在小型汽電共生廠。 3.是使用天然氣或經油為燃料的一種燃氣渦輪機(非蒸汽渦輪機) 此種燃氣渦輪機類似噴射飛機的發動機。本系統有反應快、穩定性高、操作容易、建廠時間短及低污染之優點，但因燃料昂貴，故使用者稀。 4. 為一種增壓燃燒循環式流體化床鍋爐 其特點在於燃料是在壓縮空氣中燃燒，其燃燒效率高，機組體積小，能源利用性高且具低氮氧化物及低硫化物排放，對環保相當有利，本系統將深具發展潛力。 汽電共生廠是一種能源有效應用的設施，亦是當前能源利用的一種趨勢。若能有效的掌握各種設廠條件，則對於充份利用能源、減少輸電損失、降低環保污染、減輕電力公司的網路負載及減少因電力公司限電、跳電而造成的損失皆有極大的助益，對於一些需要大量電力與熱源的工廠更具有存在的意義。假以時日的發展與應用，則對企業本身及對主使者國家之整體利益均有極深遠的影響。 |
國內近年來工商業持續發達，對於用電所要求的品質與電量更不斷的提升。尤其近年來因環保運動頻繁，致使電源開發受阻，多數人只想無限制的用電，但普遍存有「電廠不要在我家後院」的心態，為反對而反對，致使備用電力不足。所以遇到台電發電機組出狀況常會實施限電措施，這對經濟發展是一種致命打擊，其背後所付出的社會成本更是難以估計。因此在電源開發緩慢之際，發展汽電共生技術是一種必行性之考量，其功能在於提高能源使用效率、降低生產成本、提供可靠電力，間接對於環保改善及減廢亦有相當程度之幫助。