作者:能源與資源研究中心 張振昌 主任

 

在第一次工業革命時,煤炭就開始被視為一種能源,燃燒煤炭可產生熱能推動蒸氣機,進而產生動能。煤炭近幾年來被使用於火力發電廠及煉鋼廠使用。然而煤炭的燃燒不僅造成溫室效應更具升溫,煤的來源也有一天會用盡。生質能碳(biomass char)在近幾年被視為一種可替代煤的原料,生質能碳是用於廢棄的生質物(木柴、稻草)經由高溫缺氧的環境下,藉由裂解反應使有機的碳氫化合物(organic material)的含碳量比例增加,且易於儲存(不易腐蝕),降低燃料體積(單位體積下能量提升),而我們日常烤肉用的木炭,則可視為此類生質燃料的代表。

 

焙燒技術(torrefaction)是生產生質能碳的一種技術,此技術是一種熱化學法,製程溫度介於200℃至300℃在一大氣壓下且缺氧環境,升溫速率介於50℃/min,所得到的產物會有固體(生質能碳)、液體(焦油及有機揮發物)、氣體(syngas),其中的固體(生質能碳)是此製程的主要產物,液體及氣體可用於此製程提供燃料熱源的原料,是一個節能且環保的製程。其生質能碳使用於火力發電或煉鋼廠燃燒過後不僅CO2排放量下降,及煤灰(ash)也大幅下降。其此技術在美國、比利時、荷蘭…等國,有許多公司具有商業化的製程。

 

(圖一) 焙燒技術產物及製程條件 (ECN 2007)

 

(圖二) 固態生質能碳BO2GO(ECN)

 

固態衍生燃料棒則是固態生質燃料的另一種形式。可燃性的生質物(如木屑)或是廢棄物,再經由切割粉碎、去除金屬不純物、加壓成型而擠壓成棒狀燃料顆粒。於製造過程中,可以去除不利於燃燒的水分及不純物,使得燃料的燃燒熱值大幅提升。對於燃燒的應用來說,有其方便性。而工研院輔導花蓮縣蓮縣豐濱鄉興建全國第一座「固態廢棄物衍生燃料」示範廠則是國內將相關製程商業試運轉則是此技術的應用。

 (圖三) RDF 的處理流程

 

@ 延伸閱讀

1. 工研院輔導產製RDF5的流程
(http://www.erm.dahan.edu.tw/re_and_en_paper/2003/2/2003_10.pdf)

 

2. Torrefaction for biomass upgrading into commodity fuels by Jaap Kiel, IEA  Bioenergy Task 32 workshop “Fuel storage, handling and preparation and system analysis for biomass combustion technologies”, Berlin, 7 May 2007
(http://media.godashboard.com/gti/IEA_Kiel_ECN_Nov_2007.pdf)