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能源、幸福、未來──潛力無窮的再生能源發展

2005/07/05 經濟部能源局 點閱人次: 619

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▓撰文:楊鏡堂*、李志杰 ▓攝影:謝惠子

World Nuclear Association 2001年指出能源為人類未來50年中,所將面臨的十大挑戰中最迫切需要解決者。目前地球上的化石燃料存量,石油約可再用40年,天然氣60年,而煤炭可再用200年,面對能源日漸枯竭的窘境,發展再生能源已是勢在必行。

我國在民國87年召開第一次全國能源會議,做出了推動節約能源及推廣使用再生能源的決議;由於再生能源處於初期發展階段,尚需很長的時間才能達到技術成熟階段,亟需整合國內專家學者的共同努力。在今年6月召開的第二次全國能源會議中,特別針對提升能源效率與發展再生能源兩大主題廣泛討論未來20年之政策。以下茲針對台灣較有發展潛力的太陽能、風力及生質能作進一步說明。

◎太陽光電
太陽提供的能量也可以用來發電,其利用半導體材料之光電效應釋放出電子成為電流,是一項深具潛力的技術。電流之能量吸收自光子,取決於陽光的照度,這種太陽光電能技術的發展已日趨成熟。研究太陽能之發電材料,以國內特殊的半導體人才,開發先進的製程,製造出轉換效率高的太陽電池,實在是非常適切而且潛力無窮。

◎太陽熱能
太陽熱能的應用,主要分集熱式的熱水系統及吸附式冷氣系統。這兩方面的技術開發,立即能夠切入市場,製成相關熱力機械,如熱泵、熱水器、除濕、烘培、冷卻、空調等設備,可取代瓦斯或電力之消耗。雖然工業上的大型集中應用,仍不普及,但一般商用、家庭用類似改善居住品質之產品,己經達到3.91%的普及率,約有31萬戶設置使用。在研發方面,各能源中心如:台大、工研院、遠東技術學院、北科大、清雲科大等,皆致力於高效能材料、系統、設計等之研發。

◎風能發電
在風力發電方面,台灣西部沿海及離島區域,風力資源豐富,具有相當大的風力發電發展潛力。為積極開發風力,經濟部於89年發布施行「風力發電示範系統設置補助」,鼓勵國內對於風力發電的投資。目前國內台塑麥寮工業園區設置四部各660瓩的風力機組,為國內第一座風力發電場;台電公司亦在澎湖本島中屯地區完成一座容量2,400瓩之風力發電場;新竹天隆紙廠的春風發電示範系統,總輸出功率為3,500瓩,單機輸出功率1,750瓩為全國最大者。

在國內最大的電力事業——台電公司方面,已擬訂「風力發電十年發展計畫」,規劃於西部沿海地區優先辦理,以10年內至少設置200台風力發電機或總裝置容量30萬瓩以上為目標。目前已完成第一期計畫可行性研究,並於91年7月開始實施,規劃在92至94年間於現有電廠中,以及台中港、新竹、桃園海濱等地共興建60部風力發電機組,總裝置容量10.08萬瓩。同時第二期計畫也在規劃中,初估應可在95至97年間興建60台風力發電機組,總裝置容量為10萬瓩左右。

在民營風力發電方面,經濟部亦分別審核通過英華威風力發電公司(籌備處)於苗栗縣竹南鎮設置17座風力發電機組申請案,總裝置容量22,100瓩,預訂94年8月完工商轉;另亦核發新豐風力發電廠(裝置容量2萬瓩)籌設許可。

◎生質燃料
固態衍生燃料(RDF)技術是一種將可燃性廢棄物製造成燃料的技術,是經由破碎、分選、乾燥及造粒等程序,將廢棄物中的可燃份製成性質均勻的固態衍生燃料,亦稱再生燃料(Densified Refuse Derived Fuel,d-RDF或RDF-5)。經此程序所製成的固態衍生燃料,其性質已與原廢棄物大不相同,是一種具有高熱值、可儲存、易輸送、性質均勻、燃燒穩定及低污染等諸多優點的燃料,可分散製造並集中應用。國內RDF技術起步較晚,在88年由工研院投入RDF製造廠的技術開發,並於93年於花蓮縣完成每小時可處理1噸垃圾之RDF製造示範廠,同年,澎湖縣也規劃每小時3噸之RDF製造廠招標。未來我國需開發以RDF為燃料之電廠或汽電共生廠,以便有效的將RDF燃料加以轉化利用。

此外,在全世界的產量已超過150萬噸之生質柴油,未來商機無限。我國生質柴油的研究主要由學術界進行技術評估,在經濟部能源局的協助下,工研院進行轉化技術研究與推廣。國外為了鼓勵生質柴油的發展,主要藉由法律保障、價格獎勵、市場保證、財務及賦稅優惠等方式加以獎勵,我國為鼓勵生質柴油的發展,環保署於93年進行為期三年、每年1億元用於補助購買生質柴油,目前已有廠商願意投入此項技術的開發。

另國外鍋爐以廢棄物為進料之熱能轉換技術目前持續在發展中,主要應用以大型鍋爐為主,並以廢棄物與化石燃料進行混燒以取得蒸汽利用。以德國為例,估計約有1,000~2,000座產生熱能之生質燃料鍋爐,總裝置容量達7,000 MW。我國以中小企業為主,對中小型鍋爐的需求較多,目前在能源局規劃下,由工研院進行2~20噸以農工業廢棄物為進料之鍋爐直燃技術,預計取代5%、約10萬公秉油當量之農業化石燃料的消耗,以及0.5%、約20百萬公秉油當量之工業化石燃料的消耗,藉由提高自產能源的利用並降低對進口能源的依賴。

營造3E並重的永續環境

永續能源發展策略必須同時兼顧經濟發展、環境保護與能源安全,面對人類可用能源日漸枯竭及國際油價日漸攀升,「開源」與「節流」是唯一解決之道;「節流」為提升能源效率,「開源」為發展再生能源,兩者缺一不可。面對未來再生能源是必經的途徑,掌握再生能源技術,也就等於掌握未來無限的商機,這些皆需要政府、學術單位、產業共同努力讓再生能源科技不斷成長,使台灣真正成為「科技之島」。(作者為清華大學動力機械工程學系教授*及博士生)


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