必備知識
各種發電方式的現況與未來?國際趨勢與各國轉型計畫?
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其他可能
氫能
氫是地球上常見的元素,存在於地球隨處可見的水當中。使用上需要先使用其他能源提取氫,再以液態、高壓氣態或其他方式儲存,再以燃料電池方式使氫能轉為電力,或用以工業製程的高溫燃燒所用。因此,在電力供給過剩時,氫能也可作為一種儲能的形式。不過,將電力轉換為氫的過程仍有能量耗損,需要考慮。
產製氫的過程需要其他能源。如果能源來自於化石工業,搭配碳捕捉技術,可稱為「藍氫」,若來自於風電、太陽光電等綠能,則稱為「綠氫」。氫氣在轉換為電力的過程中較不會造成環境的汙染或是造成嚴重的碳排放,被視為是未來化石燃料的替代品。氫能儲存的優點是可長時間大量儲存再生能源餘電,提高能源供給穩定性;但是,氫氣本身容易爆炸,可再製作成甲烷等較為穩定的氣體進行運送及儲存。
地熱能
地熱能是從地殼抽取的天然熱能,這種能量來自地球內部的熔岩,並以熱力形式存在,是引致火山爆發及地震的能量。地球內部的溫度高達攝氏 7000 度,在 80 至 100 公里的深度處,溫度會降至攝氏 650 度至 1200 度。汲取這些熱能,就能將之轉換成電能,供大眾利用。
地熱為一種乾淨可再生的能源、可當基載發電、電廠使用土地面積小、價格便宜和抗天災能力強等特性,故發展潛力強且為世界各國所矚目。台灣位於環太平洋火環地熱蘊藏豐富的地區,淺層地熱能的發電裝置容量約有 989 MW、而深層地熱能更高達 33,640 MW,若能大量開發使用,不僅可節省大量的能源進口費用,也可提高能源自主和國家安全。
生質能
動物、植物、藻類等生物,會利用太陽能把空氣中的二氧化碳吸收利用,再儲存於生物體內。這些生質物(biomass)若是透過轉換、燃燒等方式,轉換為能源,就稱為「生質能」。生質能源最大的價值在於「循環」,例如利用植物行光合作用將空氣中的二氧化碳固定下來後,透過各種方法轉化為生質燃料,然後在利用燃料的過程中又將二氧化碳釋放回空氣中;透過這樣的循環,能避免釋放額外的二氧化碳到空氣中,所以不會加重溫室效應。
生質能的形態可分為三大類,第一類是把生質物乾燥所得的顆粒燃料或生質煤等固態生質燃料,第二類是微生物代謝分解而成的沼氣、氫氣等氣態生質燃料,第三類則是以生物發酵或是化工製程所生產取得的液態生質燃料。
沼氣發電
沼氣是畜牧廢水處理過程中厭氧醱酵後的產物。利用生物在缺乏氧氣的厭氧條件下,對有機廢棄物進行有機物的分解,就能生成沼氣。沼氣主要成份為甲烷、二氧化碳、水份及微量硫化氫。以豬隻糞便為例,其產生之甲烷含量超過 50%,熱值超過 5,000 kcal/Nm3。產生沼氣的原料包括畜牧廢水與禽畜排泄物(如豬、牛、羊、雞及鴨)、廚餘、生活污水、事業廢水(如食品業、紙業)、蔬果廢棄物及其他有機廢棄物等。
這些產生的沼氣可以進行很多形式的再利用,其中可以將沼氣作為綠色能源使用,導入燃氣引擎發電機,以產生電力,也就是沼氣發電。沼氣發電可降低溫室氣體效應、達到綠色能源貢獻及環境保護的目的,亦幫助畜牧業提升廢水系統效能與減免水污費,促進畜牧業產業升級與永續經營。
廢棄物衍生燃料
城市垃圾其中有六至七成具有生質物的特性。這些生質物經過一定程度的處理,可以成為燃料。除了生質物以外,不屬於生質物的塑膠也可以以燃燒的方式再利用,減少棄置於環境的可能性。
根據美國試驗材料協會(American Society for Testing and Materials, ASTM)的標準,廢棄物衍生燃料(refuse derived fuel, RDF)一共可分為七類。第一類 RDF-1 即為直接燃燒,僅適用於垃圾焚化爐處理,但垃圾因含水率高、尺寸不均一、成分複雜,常需額外添加助燃劑於焚化爐,故能源轉化率低,且易燃燒不完全而產生戴奧辛等空氣污染物。RDF-5 是把可燃廢棄物壓縮為錠狀,廢棄物必須先經過破碎、選別、乾燥後,再加入添加劑,以製成外型與成分都符合特定規格,長度約數公分的錠型燃料。燃料若有一致的形狀及熱質,不但有助於運輸與保存,更有益於鍋爐內燃燒狀況的控管,進而提高發電效率,同時降低廢氣排放、減少戴奧辛汙染。