降低大氣中CO 2 排放濃度技術介紹

然而，新的燃煤發電廠藉由先進的蒸汽處理及其他方式，不但降低排放量，且效率可提高到至42-45%。

如果持續投入充足的研發，相信燃煤熱能效率可達50%。

而天然氣發電廠，其 ... 降低大氣中CO2排放濃度技術介紹 中技社綠色技術發展中心專案經理　侯萬善 前言   　　大氣中的溫室氣體如CO2、CH4等之濃度，可藉由控制排放或增加去除率來降低。

CO2的產生源主要來自於化石燃料的燃燒與水泥製程，而化石燃料廣泛應用於發電、交通、加熱與許多其他的需求。

至於CH4的產生源，則來自於油氣開採、廢棄物掩埋分解、稻米栽種與畜牧反芻。

減少CO2排放量的方式，包括降低能源需求、更換能源種類、改變能源產生方式等。

而降低能源需求，可藉由經濟誘因與改變習慣來達成。

本文將針對減少CO2排放量，介紹數種不同的可行方案。

  改善能源效率   　　在燃料轉變的過程中，隨時都有改善能源效率的機會，如果能充分把握，不僅可以節省能源，也可降低污染防治的成本。

以發電廠為例，當能源效率由40%提高至41%，CO2的排放量可降2.5%。

例如傳統的燃煤發電廠以粉碎的煤炭為燃料，其熱能效率在1991年的經濟合作暨發展組織（OECD）國家平均值約為36%，屬低位發熱量（LowerHeatingValue,LHV）。

然而，新的燃煤發電廠藉由先進的蒸汽處理及其他方式，不但降低排放量，且效率可提高到至42-45%。

如果持續投入充足的研發，相信燃煤熱能效率可達50%。

而天然氣發電廠，其熱能效率則通常可達到60%。

  　　至於汽電共生，則能自蒸氣中充分回收廢熱。

品質較低的蒸氣或熱能可用於供熱系統或其他製程，使整體熱能效率大為提升。

例如在瑞典斯德哥爾摩某汽電共生廠，其效率即高達86%。

此外，省電燈泡的耗電比舊式熱熾燈泡節省75%，使用壽命更長，但常由於成本高而影響普及率。

就使用層面而言，選擇效率較高的產品亦能提高能源效率，但容易因為購買成本較高、客戶認知不足，而使推廣受阻。

  選用低碳燃料   　　不同型態燃料在燃燒過程中，所可能產生的溫室氣體排放量如表1所示，以固體燃料如木材、泥煤、煤炭等之排放較高。

但更換燃料前，必須先就能源供應系統，進行必要的修改與變更。

  表1各種燃料溫室氣體排放因子程   選用無碳燃料   　　另一種可能則是換裝氫氣系統，或是將化石燃料經除碳技術以儲存分離的CO2，而氫氣能源則可藉先進的內燃機或燃料電池來應用。

氫氣被稱為清潔能源的前提，是利用再生能源來製造，如此才能把CO2的產生量減至最低。

依目前的技術，由煤或天然氣生產氫氣的成本較低，其成本分析請見表2。

  表2氫氣產生方式之成本比較 註：天然氣成本3美元/GJ；電力成本10美元/GJ。

  　　目前，最受矚目的再生能源包括：水力、風力、太陽能集熱與生質燃料等，其中以大型水力發電所佔比例最大，效率可達90%。

近年來，地熱與掩埋場沼氣的應用也不少，太陽光電壓、液態生質燃料及小型水力發電也隨成本降低而發展，潮汐發電則在幾個國家有實例。

風力發電機今天已在許多地區成為特殊景觀，通常風翼直徑長達40至70公尺，每部發電量可達600kW至2MW。

  　　太陽能轉換科技則呈現多種形式與方式，其中太陽光電壓可直接產生電流，效率可達35%，然而成本較高，且其利用方式都須與當地的地理與氣候型態相配合，但是發展的潛力頗大。

生質燃料在使用時，因為新生植物的平衡作用，避免了CO2淨值的增加。

最常見的例子有木材燃料、廢棄物、廢枝葉、廢渣、沼氣與酒精等，但能源密度低是其缺點。

核能發電應用最廣泛的是輕水式，其他還有氣冷式或重水式反應爐。

然而，自1986年發生車諾比事件後，核能發電的發展遭遇強大的阻力，未來做為減少溫室氣體的選擇方案會有困難。

  CO2捕集與儲存技術   　　由於目前世界各國對於化石燃料仍然非常倚賴，短期內很難把化石燃料的應用自選擇方案中排除，故發展減少CO2排放量的技術更形重要。

CO2捕集與儲存技術即是所謂的管末處理方式，如果捕集的CO2無法再利用，就只好先儲存。

常見的CO2捕集技術包括分子篩選吸附、物化吸收法、低溫法及薄膜法等，但由於分離CO2的成本相當高，以致於應用困難。

相較之下，著重源頭減量或許是較經濟的方式。

此外，CO2經分離後的儲存與利用方式也成為研究的題目。

儲存的方式可經由注入海裡、打入深處鹽水層、注入枯竭的油氣田、變成固體化合物等，儲存的容量估計如表3所示。

  表3各式CO2儲存方式及容量比較   　　由於CO2儲存對於生態的衝擊與穩定度需要時間來觀察，許多小型的實驗仍在資料收集與分析的階段。

至於利用方式包括製成化學原料、增加產油量、提供植物或藻類的生長成份等。

然實際的應用，還有待更多的研發投入，才能獲得明確的成效。

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