生質能熱電應用及產業發展座談會 引言報告– 我國生質能熱電發展建議 工業技術研究院 綠能與環境研究所 100.11.08.

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1 生質能熱電應用及產業發展座談會 引言報告– 我國生質能熱電發展建議 工業技術研究院 綠能與環境研究所

2 目 錄 我國生質能源範疇及應用潛力 生質能源應用特性 生質能熱電應用技術 我國生質能熱電應用規劃建議 結論與建議

3 我國生質能源範疇及應用潛力 可用生質/廢棄物 剩餘資材 (884萬公噸/年) 我國「再生能源發展條例 (2009.7)」第三條：
再生能源：指太陽能、生質能、地熱能、海洋能、風力、非抽蓄式水力、國內一般廢棄物與一般事業廢棄物等直接利用或經處理所產生之能源，或其他經中央主管機關認定可永續利用之能源。 我國生質/廢棄物能源熱電應用潛力： 生質物/廢棄物料源：一般垃圾、掩埋場活化、一般事業廢棄物及農林剩餘資材等，總量每年約1,316萬公噸。 每年可用生質物/廢棄物剩餘資材約884萬公噸(約239.6萬 KLOE註1，約占2010年能源總供給1.6%)。若全用於發電約可供應1,200 MW機組燃料。 一般廢棄物/掩埋場活化 (477萬公噸) 一般垃圾、巨大垃圾、資源垃圾、廚餘、水肥、都市下水污泥等 生質/廢棄物 (729萬公噸) 一般事業廢棄物 (252萬公噸) 可用生質/廢棄物 剩餘資材 (884萬公噸/年) 如動植物殘渣、廢紙/塑膠混合物、紙漿污泥、黑液等 1.稻草產量1,178,178公噸(剩餘資材：703,253公噸) 2.雜用作物產量713,988公噸(剩餘資材：282,547公噸) 3.果樹剪定枝3,950,078公噸(剩餘資材：284,153公噸) 4.林產9,199.39公噸(剩餘資材：920公噸) 5.漂流木22,500公噸(剩餘資材：21,375公噸) 6.總計：5,873,943公噸(剩餘資材：129萬公噸，因建置蒐集體系，至2025年，蒐集獲取量可提升20%至155萬公噸) 農產剩餘資材 (153萬公噸) 稻桿、稻殼、雜用作物秸桿 、果樹剪定枝等 農林剩餘 資材註2 (155萬公噸) 占總料源67.2 % (總料源1,316噸/年) 林產剩餘資材 (2萬公噸) 林木伐區剩餘、竹子及漂流木等 註1：工研院統計(含生質物及廢棄物潛力) 註2：中興工程顧問，2010

4 生質能源應用特性 較其他再生能源，設置地點限制性較小。 市場規模彈性大，可為集中或分散應用。 生質能料源多樣性，具穩定供應潛力。
生質物轉換技術多元化，產品具彈性。 生質物應用兼具能源、環保、減碳等多重效益。 穩定供應之生質能發電廠，可提供基載電力。 生質物具儲存再生能源特性。 設置地點限制性小：不同於太陽能、地熱能、海洋能、風力、水力等再生能源，需在特定地理與環境條件，才能設置發展。 市場規模彈性大：發展生質能規模可為大型集中式系統，亦可小型分散式系統。 生質物多樣性，取得較為容易：生質能料源具多樣性，如：一般廢棄物、一般事業廢棄物(屬生質能者)、農林廢棄物(稻稈、玉米稈、木材或竹材)、有機污泥、沼氣、能源作物及藻類等。另，生質物生長快速，透過計畫地種植，供應穩定的生質能料源。 生質能轉換技術多元化：不同生質料源特性，具不同的生質燃料轉製技術，包括：直接燃燒、物理處理(造粒)、熱化學轉換(焙燒、裂解、氣化)、生物化學轉換(沼氣、氫氣)技術。 多重綜合效益：兼具處理廢棄物處理、廢棄物資源化(如：廢棄物製肥)及能源化之優點。 生質電力可為基載電力：生質能來源較為穩定，季節性、地域性限制較其他再生能源低，可作為基載電力。 電力結構可分成：基載(幾乎全年負載使用)、尖載(啟動容易以應付一天當中的負載差異)、中載(補足季節性之負載差異) 。 良好的儲能系統及應用彈性： 生質能以「化學能」方式儲存，較為穩定且較不會有能量衰減之情形，且具有可運輸性(進口)。 能量儲存型式包括：固體型態(生質物原型或生質煤炭)、液體型態(生質柴油、裂解油、生質酒精)及氣體型態(沼氣或合成燃氣)存在而加以貯存，平時即可搭配現有定置型能源供應載具，如火力電廠、汽電廠、工業鍋爐或小型燃燒系統等妥善應用。在能源的調度上，生質能可提供極佳的運用彈性。

5 Biomass densification technologies
生質能熱電應用技術 生質熱電技術發展 生質物直接燃燒技術→發電及熱應用已商業化 生質燃料與化石燃料混燒→發電技術已商業化 Basic & Applied R&D Demonstration Early commercial Commercial Biomass Densification Biomass to Heat Combustion Gasification Co-firing Torrefaction HTU1 Pyrolysis Pelletisation Small Scale Gasification Combustion (in Boilers & Stoves) Combustion in ORC2 or Stirling engine Combustion + Steam cycle IGFC3 IGCC4 IGGT5 Gasification + Steam cycle Indirect Co-firing Parallel Direct Biomass densification technologies 1.Hydrothermo upgrading 2.Organic Rankine Cycle 3.Integrated gasification fuel cell 4. Integrated gasification combined cycle 5. Integrated gasification gas turbine Biomass to heat Biomass to power or CHP Ref: IEA Bioenergy 2009 annual report

6 我國生質能熱電應用規劃建議(1/3) 基本策略與原則： 掌握國內料源，開拓海外料源。 建立生質物蒐集機制與應用環構。
鼓勵混燒或全燃生質物，及建構生質能應用產業，提升生質能應用比例。 建立高效率先進生質物轉換技術。 結合環保署「焚化廠轉型為生質能源中心」規劃，建構生質能源蒐集、製造與應用網絡。

7 我國生質能熱電應用規劃建議(2/3) 生質能熱電推動關鍵： 建構生質熱電產業供應鏈示範(驗證) 擴展供應鏈誘因(政策目標、市場) 料源供應
料源取得 (集運&來源) 燃料產製 (成本&規範) 應用/混燒 (效率&補助) 料源供應 燃料產製 應用/混燒 建立國內生質料源地圖，掌握國內生質/廢棄物料源 國內生質/廢棄物集運及應用模式規劃 生質物料源海外佈局(調查、評估、運作模式等) 能源作物篩選及種植技術開發 高能源密度燃料轉製： 生質物造粒技術 焙燒技術 裂解產油技術 結合垃圾焚化廠轉型生質能源中心規劃 生質電力/熱利用獎勵優惠 鼓勵小型分散式生質熱電系統建置 中大型工業鍋爐/燃煤機組生質燃料混燒示範 生質燃料(如Bio-coal)品質規範與混燒作業標準 Co-firing關鍵技術或設備開發

8 我國生質能熱電應用規劃建議(3/3) 我國生質熱電應用可能達成情境 項目 2015年 2020年 2025 生質熱電應用 (MW) 917
1,089 1,400 自產料源/進口Bio-coal (萬噸) 746/0 801/16.5 884/92 【註】自產料源與進口生質煤之熱值基準不同。 關鍵點： 焚化爐效率提升及轉型為生質能中心 開發高效率生質燃料轉換技術 生質燃料於熱電系統混燒應用(大型集中式應用)，不同混燒比例操作，能維持發電/熱利用效率 新增公民營生質能熱電系統機組量 開發海外生質物礦源：積極爭取國外料源，進口大量生質燃料 註：中小型熱電系統中，熱利用分別為：2010年：30 MW；2015年：31MW；2020年：36MW；2025年：49 MW，其餘為沼氣與黑液、廢輪胎等之生質電力。

9 結論與建議(1/2) 提升生質能源蒐集率及開發/引進先進燃料技術。 於既有/新設設備混燒，建立生質燃料需求市場。
鼓勵企業佈局以亞洲為主海外生質物礦源。 建立小型分散式(區域)示範與應用：於農場、溫室、觀光飯店、偏遠地區醫院、學校、國家公園等機構，進行熱電整合應用。

10 結論與建議(2/2) 短期可行作法建議： 提昇農林廢棄物蒐集率：開發移動式料源蒐集設備，降低燃料生產成本。
建立生質燃料市場：推動自產生質燃料於既有/新設系統混燒，逐步建構生質燃料市場。 長期可行作法建議： 開發先進生質燃料轉換技術：提升生質能轉換效率及品質，以提升應用效率，擴大生質燃料應用面。 鼓勵企業佈局以亞洲為主之海外生質物礦源，並運回國內供應大型集中式生質熱電燃料需求。 建構完整生質燃料上中下游應用市場。

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