CSC区域性能源与资源系统整合整合推广计画

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• RoCa3電廠在能源節約方面可達20%,相當於減少4萬家天然瓦斯用戶。
• 在CO2減量方面,由71萬噸/年減至57萬噸/年,每年減少的CO2排放量 相當於20,000輛車子每年行駛35,000公里的CO2總排放量。
• RoCa3電廠的低氮氧化物控制設備可控制NOX排放值達15ppm,在NOX 減量方面,由530噸/年減至265噸/年。
「區域性能源與資源 整合推廣計畫」簡介
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簡報內容
• 計畫緣起與背景 •應用實例介紹 •結語 •計畫目標及工作要項 •預期成效
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挑戰
能源缺乏 資源浪費 廢棄物大量產生 環境污染
計畫緣起與背景
最佳技術之整合應用 能源利用和環境回饋之最佳整合
整合 應用
能源效率提升 資源回收利用

標 廢棄物再利用 污染防治
能源資源之整合應用 廢棄物能源之整合應用
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•全球分工整合 •全球華人資源整合
•汽電共生、熱電整合(熱電聯產)、熱電冷三聯供 •CHP(Combined Heat & Power) •區域性暖房系統 •(能源)資訊系統整合 •區域性能源(供需)整合 •區域性資源整合 •區域性能源與資源整合…等
• Kalundborg區工業共生計畫結合了Kalundborg市當局和五個工業企業, 包括:Asnaes發電廠、Gyproc A/S石膏板製造廠、Novo Nordisk製藥和 生技公司、A.S Bioteknisk Jordrens土壤整治公司和Statoil煉油廠等; 彼此交易副產品,使得原先視為無用的廢棄物成為可用的粗原料。
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• USC鍋爐使用低NOX燃燒器燃燒天然氣(或燃油)以產生高壓(300bar) 高溫的蒸汽,再結合蒸汽渦輪機組,可同時發電和產熱。
•燃氣渦輪機組為峰載發電機組(發電容量140MW),使用低NOX燃燒 器燃燒天然氣發電,而燃燒排放的高溫廢氣導入USC鍋爐用來預熱鍋爐 用水。
•生質能鍋爐主要燃燒麥桿(未來考慮燃燒20%木屑)以產生蒸汽,再 導入蒸汽渦輪機組發電和產熱。
• 如果以發電為主,RoCa3電廠的發電效率為48.7%,再考慮廢熱回收, 整廠效率可提升為52.5%。
• 如果發電和產熱兩者並重,RoCa3電廠的發電效率略降為44.8%,但 包含產熱的整廠效率則提升為91.0%。
• 如果發電、產熱和CO2三者並重,RoCa3電廠的發電效率再略降為 41.9%(提供部分電力給CO2壓縮機使用),包含產熱的整廠效率 也略降為88.1%。
• 經由Asnaes發電廠、Novo Nordisk公司和Statoil煉油廠的共生合作, 每年可節省20,000噸的燃油消耗,約相當於380噸SOX排放減量。
• Gyproc A/S公司每年從Asnaes發電廠接收70,000~90,000噸石膏,以取代 天然石膏,用來製造石膏板。
• Novo Nordisk公司的生質料可以減少或取代20,000公頃農田所需之肥料, 而且從液體廢棄物取得生質料時,也伴隨著1,300噸氮和550噸磷。
•如果以發電為主,Avedore 2電廠滿載時,蒸汽渦輪機組的淨發電容量 為430MW,加上燃氣渦輪機組則可達570MW。
•如果發電和產熱兩者並重,Avedore 2電廠滿載時,蒸汽渦輪機組的淨 發電容量為360MW而產熱率為480MJ/s,加上燃氣渦輪機組的淨發電容 量增為485MW而產熱率增為570MJ/s。
1、廣泛收集國內外與能源資源整合相關之資訊,建立技術背景。
2、區域性能源與資源整合調查評估。規劃進行之工作包括:
1) 調查國內大型工業區(以臨海、林園及大社工業區為主),在能源與 資源之投入與產出、製程副產品與廢料、相關設備現況以及其他相關 物流供需鏈。
2) 建立工業區能源與資源、副產品與廢料、物流供需鏈資料庫。 3) 評選1~2個示範工業區,進行能源與資源整合之示範規劃和實務推動。
• 能源應用管理可以成為國內能源產業的發展目標
國內限於市場需求和高科技製造水準,不宜投資生產大型能源產業設備, 但是台灣應該有水準以上的專業技術能力,可以投入經營能源管理企業。
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計畫目標及工作要項
有鑑於整合應用(或整合經濟)、區域共生規劃、和能源應用管理之重要性 ,中鋼及成大能源研究中心擬合作規劃一項「區域性能源與資源整合推廣」 四年期計畫,目標在於建立國內於「區域性能源與資源整合之實際經驗」, 進而於未來推行全面性的輔導推廣。
污染組
污染排放與管理:空污排放及防治設備、廢水排放及處理等。


廢棄物組 廢棄物產出與再利用:廢熱排放、固體、液體及有毒廢棄物等。

能源經濟組 能源利用與經濟效益:燃料使用量、電力及公用供需量、成本
概估、污染防治及廢棄物處理效益等。
•對Avedore 2電廠而言,生質能鍋爐貢獻35MW發電量和60MJ/s產熱率。 生質能燃料佔整體燃料消耗的10%,相當於150,000噸的麥桿,或 120,000噸的麥桿加上50,000噸的木屑。
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生質能利用










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中鋼位處臨海工業區內,鄰近地區(異質性) 工廠林立,因應『區域性能源(供需)整合』 之發展潮流,自1993年起即積極推展以『中鋼 公司』為核心之工業區能源供應網。
外售之公用流料計有氧氣、氮氣、氬氣、製程 蒸汽、以及焦爐氣、煤焦油等。
配合未來電業法修訂及電業自由化,電力之 『區域性供需整合』亦列為未來之發展目標。
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• 此一工業共生計畫所交易的副產品,包括:鍋爐水、冷卻水、製程廢水、 鍋爐飛灰、鍋爐蒸汽、煉油尾氣、石膏、液體肥料、家用熱源、酵母漿、 生質能、污泥等。
• 參與工業共生的工廠,在水的整體消耗量上可節省25%,經由共生系統 的再使用和循環使用,每年可節省1.9x106m3地下水和1.0x106m3表面水。
1. 共生企業必須具有合作屬性。 2. 共生企業必須相互鄰近。 3. 共生企業必須足夠開放,能夠相互溝通和相互信任。
國內在新興工業區的規劃,應考慮企業的共生性,包括:能源與資源的 共生性、原料與產品的共生性、環保需求的共生性等;在既有的工業區, 則需尋求現存企業的共生關係,積極推動工業共生計畫,以充分利用能源 與資源。
外售
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臨海工業區
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結語
• 整合應用(或整合經濟)是未來國內產業發展的希望
-最佳技術之整合應用
-能源資源之整合應用
-能源利用和環境回饋之最佳整合 -廢棄物能源之整合應用
這些成就可以確實反映在高效率、低污染和高經濟價值的實際表現。
• 區域共生規劃是未來國內產業發展的方向
工業共生計畫的成功要件有三:
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(臨海工業區)區域性能源供需整合
中石化小港廠
台灣志氯 盛餘鋼鐵
蒸汽 蒸汽
中鋼鋁業
蒸汽 氬氣 氮氣
中鋼結構
電力 氧氣
蒸汽
李長榮化工
氮氣
中鋼公司
唐榮不銹鋼
氧氣、氮氣、氬氣
電力
壓縮空氣 焦爐氣
氮氣
蒸汽 氮氣
蒸汽
氮氣
中鋼碳素
中油
東聯 聯華 (林 園 工 業 區 )
液態氧、氮、氬 槽車
由燃煤(燃燒粉煤或燃油)鍋爐、蒸汽渦輪機和發電機所組成, 蒸汽渦輪機包括一個高壓段、兩個中壓段和一個低壓段;根據 區域熱源之需求量,部分蒸汽由中壓段抽出,經過熱交換器 加熱區域熱水(達100~120℃)。
• Avedore 2發電機組
由一座大型超超臨界(USC)鍋爐、一座生質能鍋爐、兩組平行 動力燃氣渦輪機組和蒸汽渦輪機組所組成。
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工業區廠家之調查分析
製程組
生產製程分析:製程特性、質能平衡、原物料需求、成品、 半成品、副產品及廢棄物等。
綜 合
電力組
電力需求與發電系統:供電配比、汽電共生、複循環發電、 超超臨界發電、流化床技術等。


公用組
公用需求與供應:蒸汽、熱水、壓縮空氣、N2、O2、Ar、CO、
H2 等。
收集完整資訊 建立技術背景
區域性能源與資源整合調查評估
工業區調查評估
評選1~2個示範工業區,進行示範規劃和實務推動
評選示範工業區
區域性能源與資源整合之示範規劃(1~2個示範工業區)
示範規劃 策略與技術評估
區域性能源與資源整合之實務推動計畫(1~2個示範工業區)
實務推動 可行性評估
研擬「區域性能源與資源整合」推廣計畫之相關獎勵措施
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『排放交易』在「區域性資源整合」之應用
資料來源:台綜院
• 排放交易=於滿足『總體排放值(排放 總量管制)』之總目標前提下,尋求 『成本最低』之『污染防治成本』。
• 實施『排放交易』之『污染防治成本』 絕對會低於 『直接管制』之『污染防治 成本』 ,建議政府應加速推動實施。
• 以『臨海工業區』為例加以說明。
3、區域性能源與資源整合之示範規劃(1~2個示範工業區)。
4、區域性能源與資源整合之實務推動計畫(1~2個示範工業區)。
5、研擬「區域性能源與資源整合」推廣計畫之相關獎勵措施。
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四年預定完成工作之期程規劃
工作項目分類
92年93年94年95年 預定完成工作
廣泛收集國內外與能源資源整合相關之資訊,建立技術背景
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丹麥Avedore發電廠
• 1MW風力渦輪機組
1993年之風力發電示範計畫,目前東丹麥電力公司將藉其經驗, 在未來十年開發整體容量達450MW之海上風車場。
• Avedore 1發電機組
250MW發電容量用以供應東丹麥12%的電力需求,330MJ/s 區域熱源則用來供應10萬家庭用戶所需。
天然瓦斯
複循環發電
540℃高溫廢氣
高溫蒸汽
பைடு நூலகம்發電
燃氣渦輪機
廢熱鍋爐
蒸汽渦輪機
發電
天然瓦斯
CO2再利用
廢氣
CO2鍋爐
高濃度CO2
蒸汽


熱交換器

生 120℃區域熱水
230 家玻璃屋園藝工廠
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• RoCa3電廠的發電容量為220MWe,熱源輸出為200MWth,CO2供應率 為7kg/s。
異質性(工業園區)→ (供需)相吸
•(鋼鐵、水泥、石化、紡織…)工業專區
同質性高→ (供需) 相斥
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應用實例介紹
荷蘭RoCa3電廠
RoCa3電廠號稱為一改善溫室效應之綠色電廠,規劃設計建立於環保、 創新和技術三大基石上,不僅可以產生電力,同時也供應熱源和CO2 給玻璃屋園藝工廠使用,促成完善之能源利用和CO2減量。
研擬獎勵措施
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92年度預定完成的主要工作內容
1. 廣泛收集國內外與能源資源整合相關之資訊,建立技術背景。
• 能資整合資訊:最佳技術之整合、能源資源之整合、能源利用和 環境回饋之整合、廢棄物能源之整合等。
• 整合技術平台:製程技術、發電技術、燃燒技術、污染控制技術、 廢水處理技術、廢棄物焚化技術等。
丹麥Kalundborg工業共生中心
•共棲或共生(Symbiosis)一詞係指一些相異的有機體(或有機的組織體) 藉著各種互惠關係而共同生活,Kalundborg工業共生中心(Kalundborg Center for Industrial Symbiosis)所執行的工業共生計畫就是將此一概念 應用於工業合作上,促成一些公司在副產品上的相互交易。
2. 調查國內大型工業區(以臨海、林園及大社工業區為主),在能源與 資源之投入與產出、製程副產品與廢料、相關設備現況以及其他相關 物流供需鏈。
• 廠家之調查分析要項,包含:生產製程分析、電力需求與發電系 統、公用需求與供應、污染排放與管理、廢棄物產出與再利用、 能源利用與經濟效益等。
• 廠家參與工業區能資整合之意願。 3. 建立工業區能源與資源、副產品與廢料、物流供需鏈資料庫。 4. 研析國內大型工業區之能源與資源整合潛力。
• Asnaes發電廠燃煤所產生的飛灰,每年產生約50,000~70,000噸,可作為 建築和石灰工業所需原料。
• Kalundborg區工業共生計畫結合了Kalundborg市當局和五個工業企業, 包括:Asnaes發電廠、Gyproc A/S石膏板製造廠、Novo Nordisk製藥和 生技公司、A.S Bioteknisk Jordrens土壤整治公司和Statoil煉油廠等; 彼此交易副產品,使得原先視為無用的廢棄物成為可用的粗原料。
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