汽電共生系統

一、何謂汽電共生系統 ?

1. 汽電共生系統(co-generation system),或稱為「熱電聯產系統 (Combined Heat and Power System, CHPs)」,可同時供應電能與熱能的的聯產系統,產生的電能可供工廠用電亦可出售,產生的熱能(蒸氣)可供工廠製程使用。為一種工業製程技巧,利用發電後的廢熱用於工業製程或是利用工業製程產生的廢熱發電,達到能量最大化利用的目的。以先發電式來說由於傳統發電機效率只有30%左右,高達70%燃料能量被轉化成無用的熱,汽電共生能再利用30%-50%的熱能於工業,使燃料達到80%效率。而後發電系統用的本來就是各種工業機具的廢熱,等於所發的電都是白賺的。

2. 汽電共生系統具有高效率、低污染、機組小、廠址選擇多、施工期短、投資報酬率高、能源多元化等優點、極具經濟效應、在國外早被廣泛應用與推廣,並且收到了實際的效果。其非但可提高能源的使用效率,亦為解決限電危機的有效方法之一,根據Chemical Business報導,美國化工業裝設汽電共生系統已超過 70﹪。

二、汽電共生系統的益處 ?

1. 節省能源: 傳統系統所產生工業製程用熱能的效率約為75%,且傳統發電系統的平均效率只有35%,然而汽電共生系統的效率一般約可達65-85%,使用汽電共生系統來生產電力及熱能可節省燃料約10-30%。

2. 減少環境污染: 在產生同樣數量之能量條件下,所需的燃料較少。放在同樣的熱能及電能使用量下,汽電共生設備所產生之污染較少。不但可降低熱氣排放,還可減少碳排放量,從而降低地球的溫室效應。

3. 經濟效益: 對於等量的電力及熱能輸出而言,汽電共生系統的投資及運轉成本較傳統分離式系統合計之成本低約10-30%。

4. 電力供應可靠度的改善: 以同樣的發電量來看,因為電力的來源較分散,汽電共生式的電力系統可靠性比中央式的大電廠為佳。

5. 減少輸配電線路傳送耗損: 一般而言汽電共生設置都位於負載端,無需經由輸電線路即可直接供應工廠需用電力。

三、汽電共生系統之設置條件 ?

以工廠有大量蒸汽需求與節省向台電購買電能的需求為主,一般來說,汽電共生廠乃使用重油和煤做燃料,用來生產電力、蒸汽以供工廠生產製造使用。若是本身有可供燃燒鍋爐產生蒸氣的廢棄物,如:廢木材、廢油污泥、生物沼氣、廢輪胎、稻殼、棕櫚果實纖維等則可節省大量燃料成本,但需花費成本購置鍋爐與蒸汽渦輪發電機(或天然氣渦輪機)。

四、汽電共生系統之裝置方式 ?

汽電共生發電分為先發電式及後發電式此兩種方式。

1.先發電式: 鍋爐產生的蒸氣先經由發電機發電,使用剩餘的蒸氣熱能再投入工業製程,同時發電機所發的電也可投入工業製程,剩餘的電能再賣給電網。適合「中溫度製程」的產業,如:造紙、化工、食品、紡織、染整業…等。圖示如下:

汽電共生系統

2.後發電式: 鍋爐產生的蒸氣先使用於工業製程,使用剩餘的蒸氣熱能再進入發電機發電,同時發電機所發的電也可投入工業製程,剩餘的電能再賣給電網。適合「高溫度製程」的產業,如:水泥、玻璃、煉鋼、冶金…等。圖示如下:

汽電共生系統

五、汽電共生的適用領域 ?

若是行業本身有大量的蒸氣需求如:紡織、染整、食品、糖廠、釀酒、蒸餾等,或是行業本身即會產生高溫廢熱如:化工、煉油、鋼鐵、冶金、玻璃、水泥、焚化廠等均可採用汽電共生的方式。

六、汽電共生系統的設計專家

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