再生能源与能源再利用

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,珍惜常用的資源,再生能源與能源再利用,1,再生能源的開發與利用,目前人類主要的能源還是依賴非再生能源 石化燃料，而再生能源則可減少石化燃料所產生的污染，並兼具環保與減少人類對使用能源的需求。,例如：太陽能、風力、水力、生質能、地熱及海洋能等。,2,何謂再生能源,風力,太陽能,地熱,海洋能源,生質能源,汽電共生,3,風力,風力是人類最早利用的能源之一，例如風車、帆船等。但隨著其他能源的出現，風力能源漸漸沒落。,4,風力發電,風力發電主要是在風力穩定的地區，利用風吹動風車的螺旋槳，使螺旋槳轉動進而帶動發電機。,將風力的動能轉換成電能或其他能量儲存起來。,5,6,7,8,風力發電的優缺點,優點：不會污染空氣、取之不盡、用之,不竭。,限制：受限於地理環境，規模都不大。,9,太陽能,太陽能亦是人類最早使用的能源之一。,例如：太陽能計算機、手錶、太陽能熱,水器、太空船、太空梭等等。,10,太陽能,太陽能發電：,以太陽能電池、集光板及反射鏡等設備，吸收部分太陽能來加熱水以產生電力。,11,12,地熱,地球內部儲存著大量的熱源，當地下水滲入地殼中。地底下的高溫將它加熱成溫泉，當高溫的泉水噴出地表時，便可用來帶動發電機發電,13,14,海洋能源,海洋蘊藏豐富的能源，包括多樣性的生物之外，還有可利用的潮汐能。,潮汐發電是利用每天漲潮與退潮造成的水位差，漲潮時將海水儲存於海灣或河流的水壩中，退潮後再將海水放出，帶動發電機發電。,使海水重力,位能,轉換成,電能,。,15,16,17,生質能源,生質能（,biomass energy,或,bio-energy）,是指利用生質物（,biomass），,其,經過轉換後能,直接或間接地當燃料使用,，如電與熱。生質物泛指由生物產生的有機物質。,18,生質能源的特性,生質能是目前最廣泛使用的一種再生能源，約佔世界所有再生能源應用的三分之二。,生質能與風能、太陽能相同，都具有取之不盡、用之不竭的特性，而列為再生能源的一種。例如植物、樹木生長時吸收空氣中的二氧化碳進行光合作用，燃燒產生能源時再釋放二氧化碳於大氣中。,19,生質能源的優勢,(1),提供低硫燃料,(2),提供廉價能源,(,於某些條件之下,),(3),將生質轉化成燃料可減少環境公害,(,例如，垃圾燃料,),(4),與其他非傳統性能源相較，技術上之難題較少,(5),經濟效益較高，使用廢棄物的生質能，更兼具處理廢棄物與回收能源的雙重效益。,(6),生質能可利用傳統能源供應架構，例如生質柴油可與市售柴油混合使用，氣化系統可與汽電共生或複循環發電系統結合。,20,生質能源的缺點,(1),植物僅能將極少量之太陽能轉化成生,(2),單位土地面積之生質能密度偏低,(3),缺乏適合栽種植物之土地,(4),生質之水分偏多,(5095,),21,生質能源的應用實例,木材與林業廢棄物如木屑等,農作物與農業廢棄物如黃豆、玉米、稻殼、蔗渣等,畜牧業廢棄物如動物屍體、廢水處理所產生的沼氣,垃圾與垃圾掩埋場與下水道污泥處理廠所產生的沼氣,工業有機廢棄物如有機污泥、廢塑橡膠、廢紙、黑液,熱轉換如氣化與裂解產生合成燃油或瓦斯,發酵、脂化等方式產生酒精汽油、沼氣或生質柴油,生物轉換產生氫氣、甲醇等燃料,22,台灣,生質能源,研發現況-1,台灣地區可生產沼氣之廢棄生質來源包括畜牧業、垃圾掩埋場、食品業、農產廢棄物、生活廢水及部份有機工業廢水等，潛能相當豐富，據估算達,69,x 10,8,m,3,/,年。沼氣若末善加利用而任其排放，不但造成能源之浪費(沼氣熱值約5,0005,500,Kcal/m,3,)，,亦會對環境產生破壞(沼氣主要成份為甲烷，造成地球臭氧層破洞元素之一)，此值得加以重視並設法利用。,23,台灣,生質能源,研發現況-2,沼氣利用方面，畜產試驗所曾從事沼氣灶、沼氣燈、熱水器、剪草機、抽水機、小型搬運車、沼氣純化、沼氣壓縮裝瓶、汽車、發電等多項用途之研究及開發。,工業技術研究院能源與資源研究所也曾從事沼氣發電工程研發、推廣併聯式沼氣發電機與建立水洗式沼氣純化應用技術，開發完成,15,HP,、,25HP,及,40,HP,三種小型併聯式沼氣發電機，並技術轉移給廠商，全省推廣,350,多台，發電容量達,6500,kW,。,24,台灣,生質能源,研發現況-3,養豬業目前對沼氣大都用於養豬廠之輔助能源，例如沼氣發電用於飼料之加工、混合及廢水處理廠之操作、仔豬保溫燈、焚化爐和煮水等用途。沼氣在垃圾掩埋廠之利用上，大都採用沼氣發電型式，如山豬窟垃圾掩埋廠，沼氣發電容量高達,5000,kW,，,除供應廠區用電外，並將多餘電力出售。工業廢水沼氣在利用上，大都採用沼氣發電型式，由於供電量不足廠區需求，通常只視為輔助電力用途，例如亞洲化學、豐年公司等。,25,國外研發推廣與市場現況-1,有許多國家、地區，包括歐美先進國家與開發中國家：例如法國、英國、丹麥、荷蘭、德國、瑞士、美國、菲律賓、中國大陸、泰國、南韓、尼泊爾、等等均有各式各樣之厭氣發酵之研發與利用之研究，惟仍屑零星、散發各地，且由於油價低廉，沼氣在利用上仍受到許多環境條件之限制，惟因石化燃料日益短缺，這些所謂再生能源逐漸受到重視。,26,國外研發推廣與市場現況-2,荷蘭在,1970,年代建立許多沼氣工廠，但因技術上之問題而在,1980,年代逐漸減少；由於有機農場之推廣，加上標準化與模組化之設計及能源誘因，使得厭氣發酵技術在德國得以推廣，近年來已有,250,座沼氣廠正在建造中。,丹麥則是朝向大型化、集中化方向來建造厭氧發酵廠，例如，從,1996,年起已有,18,個集中厭氧發酵廠，可以產生沼氣做為能源，目前則正建造一座全世界最大都市廢棄物厭氧發酵廠，年處理量可達,23,萬噸，所產生電力除可供應廠區使用外，另可將多餘電力,1.2,MW,回饋至市電系統。,27,國外研發推廣與市場現況-3,開發中國家如中國大陸、尼泊爾，由於國民所得減少與自產能源不足，沼氣仍佔有重要地位，所以在這些國家之鄉村中，沼氣可提供村民作為炊煮、照明用途。,1992,1998,期間，尼泊爾總共裝置,37000,座小型沼氣池，供應,20,萬人使用，預計未來幾年將再裝置,8,萬座小型沼氣池座。,28,沼氣的產生,沼氣產生主要是藉由細菌將有機物經分解所得到之可燃性氣體，主要成分為甲烷、二氧化碳及少量硫化氫氣體。,分解有機物之細菌可分為好氣菌（好氧菌）與厭氣菌（厭氧菌）兩種類，當氧氣充足時好氣菌佔優勢，會將有機物分解，所產生氣體大都為二氧化碳，稱之為好氣發酵；相反地，若在缺氧狀態時則厭氣菌佔優勢，將有機物分解產生沼氣，稱之為厭氣發酵。,29,沼氣的產生,以豬糞尿廢水處理程序為例,30,沼氣的產生,以垃圾掩埋場為例,好氣發酵步驟：掩埋初期，好氣菌藉垃圾表層氧氣，分解垃圾，使其成為穩定的細胞質、二氧化碳、水及能量。,厭氣發酵步驟：約在15至200天內，厭氣菌主導反應進行，主要氣體產物以二氧化碳。,沼氣生成步驟：約在200至500天內，沼氣生成菌將有機酸分解為甲烷、二氧化碳及能少量硫化氫。,穩定生成步驟：約掩埋後500天以後，甲烷、二氧化碳生成率相當。,31,32,33,34,35,汽電共生,石化、鋼鐵、造紙等產業的生產過程中，常常需要使用大量的能源，為了節約耗電成本，於是自行建造小型的發電機組，利用蒸氣來發電。發電後剩餘的水蒸氣可提供生產過程所需，同時生產過程中所產生的廢熱可回收再利用來發電，即為,汽電共生,。,36,37,