2004/11/05
經濟部能源局
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▓撰文：陳 芃
在生活周圍，除了電力、油品、氣體燃料之外，其實還有其他種類的能源，只是大家未能注意到，壓縮空氣就是其中之一。利用高壓的空氣推動各式機器與工具，不但乾淨、方便，同時還可以儲存，是現代生活的好幫手。
壓縮空氣（Compressed Air）並不是什麼複雜的東西，小朋友們常玩的空氣槍、灌飽的氣球放手咻的一聲飛出去，就是壓縮空氣原理最簡單的說明。只要利用高壓流體會向低壓區域流動的道理，將空氣加壓儲存後，就能產生出動力供給使用。
在美國，壓縮空氣已經被視為是除了電力、瓦斯、自來水之外的第四項公用事業，廣泛做為各行各業中的動力來源，包括工業上各式應用，以及小型手工具的使用。在許多時候，壓縮空氣能提供較其他能源方便、靈活、多元的運用，更有些特殊用途非得靠它達成不可。
由電力衍生的幫手
舉例來說，在汽機車的修理商家中，壓縮空氣就是必備的工具。只要一具空壓機、一個儲氣桶，配上一根長長的橡皮管，輪胎打氣靠它，裝卸螺絲的扳手以及各式的氣動工具都得靠它。有了壓縮空氣，不必再使用雙手死命的用力，只要輕輕一彈指，強大的空氣驅動力就能完成各種工作。
除此之外，壓縮空氣更是廣泛地應用在各式各樣的工廠之中，在加壓、攪拌、霧化、混合等工作上，壓縮空氣就是最好的幫手。當然，壓縮空氣雖然也算是能源的一種，但必須得靠電力推動馬達帶動空壓機加壓空氣後儲存，不過其所能產生出的效益，卻常比使用電力更高。因為空壓機將電力轉換成壓縮空氣，然後再利用其去推動各式設備，可較各式設備分別安裝馬達減少總電力消耗，並降低總能源成本。
雖然大眾不常注意到壓縮空氣，但並不代表它不重要。根據統計，美國每年花費在壓縮空氣上的電力竟高達15億美元以上，由此可見壓縮空氣的重要性。不過，在使用的背後，如何讓壓縮空氣能夠有更好的效率、節約電力同時產生更大的效能，是使用壓縮空氣最重要的考量。
省氣更要省電
簡單來說，使用馬達將空氣加壓到一定程度後儲存，就可以使空氣因壓力差轉變成能源；而當壓縮空氣的壓力下降至一定程度時，馬達會再次加壓補充壓力。在一定的使用量之下，馬達加壓的次數越少當然越省電。
此時，在高壓下之系統是否能完全密閉就是一大關鍵。根據美國能源部（Department of Energy,DOE）資料顯示，一般工廠的壓縮空氣洩漏量達30～50％，平白耗用許多電力，成為壓縮空氣效能的頭號敵人。另一方面，如果能採用更高效率的空壓機，配合最佳效率的控制系統，將能省下更多的電力。
其實壓縮空氣的裝置成本並不高，以美國為例，調查結果顯示購買壓縮空氣系統的金額僅佔12％，另維修佔12％，卻有76％的金額是用於電力消費之上。為此，DOE訂出全美工廠壓縮空氣系統的節能目標為50～70％，希望能夠大幅改善這樣的情況。
美國的節約之道
位於美國奧勒岡州波特蘭市的SAV-AIR公司，成功研發出一套用於管理工業壓縮空氣的系統，其能整合於原有的壓縮空氣系統之中，發揮監控與管理的功能，並且提升系統的可靠程度，同時節約能源。
這套管理系統的原理在於，僅在需要時才使用它。簡單來說，壓縮空氣系統在操作時通常得避免停止而造成產品中斷，但是如此一來，這些系統的操作情況，就無法能達到最低的成本、最高的品質，或是最高的生產力等最佳狀況。在這個原則之下，使用SAV-AIR公司的管理功能，監督控制壓縮空氣系統的狀況，將能夠每年省下50％的電力費用。
SAV-AIR公司的管理系統原理，主要是透過降低壓縮空氣的浪費，自然能減少電力的支出。在系統裝置的初始，SAV-AIR公司會先在壓縮空氣系統上裝設感應器，對該系統電力、馬達、壓力等方面展開監控；在掌握情況後，由管理系統進行模擬測試，並提出最佳化的管理方案。
影響日趨廣大
在美國，包括非營利組織（Non-Profit Organization）的西北能源效率聯盟，以及奧勒岡、愛達荷、蒙坦那、華盛頓等各州政府，還有許多相關團體，對於SAV-AIR均採取支援的態度，一致希望能夠達成加強能源效率的目標。
目前國內對於壓縮空氣的使用與節能，包括中技社節能服務中心等單位，均提供使用者有關於壓縮空氣節能的規劃與服務。優點眾多、未來應用範圍將更為擴大的壓縮空氣，如能在自身的效率上更加精進，將是有效提升國家整體能源效率的一條大道。