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
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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
