淺談RDF再生燃料

魏國泰

國立高師大學工業科技教育研究所

 

壹、前言

能源是一切活動的原動力,人類文明的發展史與其所能利用的能源之間有著極密切的關連,人類對能源的依賴程度亦隨著供的進展而日一加深,能源消長顯示一個人民的實質生活水準。

能源可說是現代經濟社會運轉不可或缺的血液,一個國家經濟的成長,離不開能源的供應與消費;通常經濟發展程度愈高,能源的消費量也愈高。然而,當經濟成長達到一定程度,對環境的保護也就愈關心。無論是能源的開發、生產或是消費應用都可能排放出對週邊環境造成污染與破壞的物質。另外,因為許多化石能源在地球上的總存量有其上限,有朝一日,可能耗盡。近年來,因應國際認知,永續發展成為全球一項重要目標,應用在能源上,則為永續能源之發展。

 

貳、認識RDF再生燃料

自民國7292年我國自產能源的平均年成長率均為負值,而進口能源比例由87.6%增加至97.9%。就能源安全來看,由於我國能源進口依存度高,而國際能源供給受到政治、戰爭、災難等不同因素之衝擊,能源安全成為重要考慮。

在「92年非核家園會議」也提出在2010年再生能源將佔發電總裝置容量10%的願景,另外,再生能源發展條例草案的第五條提到至2020年再生能源獎勵總量將為全國發電總裝置容量的12%。

再生能源的種類繁多,如風力、水力、太陽能、地熱、海洋能、生質能等,本篇文章針對生質能中的RDF(refuse-derived fuel)再生燃料做一簡單介紹。

生質能(Biomass Energy)的定義可以廣泛地指所有有機物,經各式自燃或人為之化學反應後,再焠取其能量應用,例如由農村及都市地區產生的各種廢棄物,包括各種牲畜糞便、農作物殘渣、城市垃圾、及工業廢水等,皆可經由直接燃燒應用,或由微生物的厭氧消化反應而產生沼氣後加以應用。

RDF(簡稱再生燃料)是一種高效率與低污染的生質能使用技術,藉由破碎、分選、乾燥、造粒等程序,將生質物或廢棄物轉化成性質均一、容易運儲的燃料,可結合既有的燃燒系統,如水泥窯及鍋爐,最典型的例子就是作為汽電共生廠的燃料。RDF技術的應用在國外已相當普遍,在歐洲作為工廠或家庭用的燃料,日本則以都市垃圾為主要對象,目前有56RDF廠,垃圾總處理容量每日可達到2,193 公噸,至2004年共興建四座RDF電廠與一座RDF汽電共生廠運轉轉總發電裝置容量達62MW

RDFrefuse-derived fuel)係指將一般都市垃圾(municipal solid waste, MSW)經過適當前處理程序後所獲得具有高發熱量之「燃料」。根據文獻記載,RDF之應用最早使於1973Jerome Collins利用木屑、小麥乾草或是其他製造業的廢棄物,並利用蒸氣機在昇溫至65條件下,將前述物質壓縮成類似無煙煤的燃料。亦有許多技術將MSW製成碳磚的形式,被稱為“oakcoal”,若為粉末狀,則被稱為“coalesine”。另外,HollanderCunningham1970年末期發展出可從MSW生產180/日的RDF技術,同時也建立MSW預先分類處理系統(200/日)藉以回收鋼鐵及玻璃物質等,當初所製成的RDF主要應用在民眾家庭壁爐取暖用之燃料,至今則成為汽電共生之燃料來源。

RDF技術於國外的用途包括做為發電用輔助燃料、供給熱能於暖房使用及供給公共設施熱源,隨著RDF技術之成熟發展,處理對象也從早期之木屑演進至都市垃圾,處理能力亦隨之提升。下表為國外RDF應用實績:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

參、RDF的特性:

(1)具有較高發熱量:一般而言MSW發熱量為87,00kJ/kg僅為煤發熱量的1/4,但將MSW製成RDF後則發熱量可增加至103,00kJ/kg,燃燒效率可提高8%〜12%。

(2)利於貯存與運輸:MSW經過破袋、磁選、破碎、風選及篩選等單元,製成RDF後體積減少利於運輸,又因RDF水分減少且在製程中加入添加劑如Ca(OH)2CaO等可防止惡臭產生方便貯存。

(3)低污染:RDF製成經由前處理程序後,已移除多數可能造成污染物排放之物質,所以燃燒後所排放污染物濃度比MSW降低許多,如硫化物、金屬及二氧化碳等污染物。

下表是一般焚化系統與RDF-5燃燒系統之比較,無論於二次公害、能源利用、污染防治費用及灰渣處理,RDF-5燃燒系統皆優於一般焚化系統,特別在戴奧辛及二氧化碳之排放減量成效上,對地球環境之維持格外貢獻。

 

 

 

 

 

 

美國試驗及材料協會(American Society for Testing and Materials, ASTM)可將RDF分為七大類:

 

 

 

 

 

肆、結論

我國第一座「再生燃料示範廠」於民國9182,花蓮縣政府與工研院能資所正式簽約,建於花蓮縣豐濱鄉豐濱段,面積2770,於93624正式啟用。設計垃圾處理量,每小時1公頓。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RDF燃料製造廠可以垃圾量之多寡設立,替代垃圾掩埋場或焚化爐,產出燃料可化零為整回收能源,達到廢棄物能源再利用之目的,估計若全國15%的垃圾採用RDF技術處理,每年可產生相當於46萬公頓的煤炭,可供給145MW的發電廠,發電112千萬度,並帶動200億元以上的產業投資。

RDF技術,不僅能妥善解決廢棄物問題,也能進行能源開發,對於能源高達97.9%仰賴進口的台灣,有莫大助益,更為台灣永續發展建立良好基礎。

 

 

 

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