1、1,再生能源的開發(fā)與利用,目前人類主要的能源還是依賴非再生能源－ 石化燃料，而再生能源則可減少石化燃料所產生的污染，並兼具環(huán)保與減少人類對使用能源的需求。 例如： 太陽能、 風力、 水力、 生質能、 地熱及海洋能等。,2,何謂再生能源,風力太陽能地熱海洋能源生質能源汽電共生,3,風力,風力是人類最早利用的能源之一， 例如風車、 帆船等。 但隨著其他能源的出現(xiàn)， 風力能源漸漸沒落。,4,風力發(fā)電,風力發(fā)電主要是在風力穩(wěn)定的地區(qū)

2、， 利用風吹動風車的螺旋槳，使螺旋槳轉動進而帶動發(fā)電機。 將風力的動能轉換成電能或其他能量儲存起來。,5,6,7,,8,風力發(fā)電的優(yōu)缺點,優(yōu)點： 不會污染空氣、 取之不盡、 用之 不竭。 限制：受限於地理環(huán)境， 規(guī)模都不大。,9,太陽能,太陽能亦是人類最早使用的能源之一。 例如：太陽能計算機、 手錶、 太陽能熱 水器、 太空船、 太空梭等等。,10,太陽能,太

3、陽能發(fā)電： 以太陽能電池、 集光板及反射鏡等設備， 吸收部分太陽能來加熱水以產生電力。,11,,,,,,,,,,12,地熱,地球內部儲存著大量的熱源，當地下水滲入地殼中。 地底下的高溫將它加熱成溫泉， 當高溫的泉水噴出地表時， 便可用來帶動發(fā)電機發(fā)電,13,14,海洋能源,海洋蘊藏豐富的能源，包括多樣性的生物之外， 還有可利用的潮汐能。 潮汐發(fā)電是利用每天漲潮與退潮造成的水位差， 漲潮時將海水儲存於海灣或河流的水壩中， 退潮後再

4、將海水放出， 帶動發(fā)電機發(fā)電。 使海水重力 位能 轉換成 電能。,15,16,17,生質能源,生質能（biomass energy 或 bio-energy）是指利用生質物（biomass），其經過轉換後能直接或間接地當燃料使用，如電與熱。生質物泛指由生物產生的有機物質。,18,生質能源的特性,生質能是目前最廣泛使用的一種再生能源，約佔世界所有再生能源應用的三分之二。生質能與風能、太陽能相同，都具有取之不盡、用之不竭的特性，而列為再

5、生能源的一種。例如植物、樹木生長時吸收空氣中的二氧化碳進行光合作用，燃燒產生能源時再釋放二氧化碳於大氣中。,19,生質能源的優(yōu)勢,(1)提供低硫燃料(2)提供廉價能源(於某些條件之下)(3)將生質轉化成燃料可減少環(huán)境公害(例如，垃圾→燃料)(4)與其他非傳統(tǒng)性能源相較，技術上之難題較少(5)經濟效益較高，使用廢棄物的生質能，更兼具處理廢棄物與回收能源的雙重效益。 (6)生質能可利用傳統(tǒng)能源供應架構，例如生質柴油可與市售柴油混合

6、使用，氣化系統(tǒng)可與汽電共生或複循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)結合。,20,生質能源的缺點,(1)植物僅能將極少量之太陽能轉化成生(2)單位土地面積之生質能密度偏低(3)缺乏適合栽種植物之土地(4)生質之水分偏多(50~95﹪),21,生質能源的應用實例,木材與林業(yè)廢棄物如木屑等 農作物與農業(yè)廢棄物如黃豆、玉米、稻殼、蔗渣等 畜牧業(yè)廢棄物如動物屍體、廢水處理所產生的沼氣 垃圾與垃圾掩埋場與下水道污泥處理廠所產生的沼氣 工業(yè)有機廢棄物如有機污泥

7、、廢塑橡膠、廢紙、黑液熱轉換如氣化與裂解產生合成燃油或瓦斯 發(fā)酵、脂化等方式產生酒精汽油、沼氣或生質柴油 生物轉換產生氫氣、甲醇等燃料,22,臺灣生質能源研發(fā)現(xiàn)況-1,臺灣地區(qū)可生產沼氣之廢棄生質來源包括畜牧業(yè)、垃圾掩埋場、食品業(yè)、農產廢棄物、生活廢水及部份有機工業(yè)廢水等，潛能相當豐富，據估算達6~9 x 108 m3/年。沼氣若末善加利用而任其排放，不但造成能源之浪費(沼氣熱值約5,000~5,500Kcal/m3)，亦會對環(huán)

8、境產生破壞(沼氣主要成份為甲烷，造成地球臭氧層破洞元素之一)，此值得加以重視並設法利用。,23,臺灣生質能源研發(fā)現(xiàn)況-2,沼氣利用方面，畜產試驗所曾從事沼氣灶、沼氣燈、熱水器、剪草機、抽水機、小型搬運車、沼氣純化、沼氣壓縮裝瓶、汽車、發(fā)電等多項用途之研究及開發(fā)。工業(yè)技術研究院能源與資源研究所也曾從事沼氣發(fā)電工程研發(fā)、推廣併聯(lián)式沼氣發(fā)電機與建立水洗式沼氣純化應用技術，開發(fā)完成15HP、25HP及40HP三種小型併聯(lián)式沼氣發(fā)電機，並技術轉

9、移給廠商，全省推廣350多臺，發(fā)電容量達6500kW。,24,臺灣生質能源研發(fā)現(xiàn)況-3,養(yǎng)豬業(yè)目前對沼氣大都用於養(yǎng)豬廠之輔助能源，例如沼氣發(fā)電用於飼料之加工、混合及廢水處理廠之操作、仔豬保溫燈、焚化爐和煮水等用途。沼氣在垃圾掩埋廠之利用上，大都採用沼氣發(fā)電型式，如山豬窟垃圾掩埋廠，沼氣發(fā)電容量高達5000kW，除供應廠區(qū)用電外，並將多餘電力出售。工業(yè)廢水沼氣在利用上，大都採用沼氣發(fā)電型式，由於供電量不足廠區(qū)需求，通常只視為輔助電力用途，

10、例如亞洲化學、豐年公司等。,25,國外研發(fā)推廣與市場現(xiàn)況-1,有許多國家、地區(qū)，包括歐美先進國家與開發(fā)中國家：例如法國、英國、丹麥、荷蘭、德國、瑞士、美國、菲律賓、中國大陸、泰國、南韓、尼泊爾、、、等等均有各式各樣之厭氣發(fā)酵之研發(fā)與利用之研究，惟仍屑零星、散發(fā)各地，且由於油價低廉，沼氣在利用上仍受到許多環(huán)境條件之限制，惟因石化燃料日益短缺，這些所謂再生能源逐漸受到重視。,26,國外研發(fā)推廣與市場現(xiàn)況-2,荷蘭在1970年代建立許多沼氣工

11、廠，但因技術上之問題而在1980年代逐漸減少；由於有機農場之推廣，加上標準化與模組化之設計及能源誘因，使得厭氣發(fā)酵技術在德國得以推廣，近年來已有250座沼氣廠正在建造中。 丹麥則是朝向大型化、集中化方向來建造厭氧發(fā)酵廠，例如，從1996年起已有18個集中厭氧發(fā)酵廠，可以產生沼氣做為能源，目前則正建造一座全世界最大都市廢棄物厭氧發(fā)酵廠，年處理量可達23萬噸，所產生電力除可供應廠區(qū)使用外，另可將多餘電力1.2MW回饋至市電系統(tǒng)。,27,國

12、外研發(fā)推廣與市場現(xiàn)況-3,開發(fā)中國家如中國大陸、尼泊爾，由於國民所得減少與自產能源不足，沼氣仍佔有重要地位，所以在這些國家之鄉(xiāng)村中，沼氣可提供村民作為炊煮、照明用途。1992－1998期間，尼泊爾總共裝置37000座小型沼氣池，供應20萬人使用，預計未來幾年將再裝置8萬座小型沼氣池座。,28,沼氣的產生,沼氣產生主要是藉由細菌將有機物經分解所得到之可燃性氣體，主要成分為甲烷、二氧化碳及少量硫化氫氣體。分解有機物之細菌可分為好氣菌（好氧

13、菌）與厭氣菌（厭氧菌）兩種類，當氧氣充足時好氣菌佔優(yōu)勢，會將有機物分解，所產生氣體大都為二氧化碳，稱之為好氣發(fā)酵；相反地，若在缺氧狀態(tài)時則厭氣菌佔優(yōu)勢，將有機物分解產生沼氣，稱之為厭氣發(fā)酵。,29,沼氣的產生－以豬糞尿廢水處理程序為例,30,沼氣的產生－以垃圾掩埋場為例,好氣發(fā)酵步驟：掩埋初期，好氣菌藉垃圾表層氧氣，分解垃圾，使其成為穩(wěn)定的細胞質、二氧化碳、水及能量。 厭氣發(fā)酵步驟：約在15至200天內，厭氣菌主導反應進行，主要氣體

14、產物以二氧化碳。 沼氣生成步驟：約在200至500天內，沼氣生成菌將有機酸分解為甲烷、二氧化碳及能少量硫化氫。 穩(wěn)定生成步驟：約掩埋後500天以後，甲烷、二氧化碳生成率相當。,31,,32,,33,,34,,35,汽電共生,石化、鋼鐵、造紙等產業(yè)的生產過程中，常常需要使用大量的能源，為了節(jié)約耗電成本，於是自行建造小型的發(fā)電機組，利用蒸氣來發(fā)電。發(fā)電後剩餘的水蒸氣可提供生產過程所需，同時生產過程中所產生的廢熱可回收再利用來發(fā)電，即為汽