Energy Rumor Buster(十一)

同樣的,如果有說錯,歡迎吐槽!
願意看的人,就繼續陪我研究讀書報告,不想傷腦筋的人,就可以直接忽略!

這篇又是轉貼朋友PO文的口水文。雖然我還繼續糾結在Energy Rumor Buster(九)的連載續篇裡,但在聽聞癩缺德跟瘜苟蛹的幹畫以後,忍不住又加碼了這篇。

最底下是Copy我一位曾任職工程界的博士級老朋友,在最近貼的一篇文章,解釋未來可能的主流『淨煤技術』:IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle),中文就有點饒舌:整體煤氣化聯合循環,還可以用這個更貼切的名字:氣化複循環系統,就是煤碳氣化爐+複循環發電系統。

我曾說過我長期關注一些環境議題,但主要都是跟機電技術有關的課題,比如省能技術等,很自然的會看到像潔淨發電技術等發展趨勢資訊,記得從求學時代,就開始在圖書館翻閱一些專業的雜誌及報告,即使出了社會以後,也會藉助工作之便,就近取得相關報告及雜誌來研讀,這包括工研院的機械工業、工業材料,還有台電工程雙月刊等其他工程類雜誌,三不五時會刊出潔淨技術相關的文章。

其實,發電工程技術等領域,因為它們的原動機幾乎都是動力機械裝置,所以以專業屬性來說,並不屬於電力工程領域,反而是偏向機械工程。但是因為我對動力機械的興趣,很自然的也會涉獵這方面的技術發展,還記得以前念書的時候,好像有一門『發電工程』的課程,裡面一大堆基本熱力學及機械裝置,對我們這些學電力的人來說,開這種課等於沒開,反正也不會有人有興趣,再加上任課老師是兼任行政職,混的不得了,不是遲到就是缺課,就算來上課,也盡是扯台電一些言不及義的事,雖然老師不教,基本熱力原理也不甚了解,可是偏偏我就會一點一滴的自己翻書慢慢看。

接著,我們先來說文解字一番,賴缺德說:深澳用的煤是『乾淨的煤』,這麼深奧的幹畫,我們來解析一下,所謂『乾淨的煤』,因為有個中文『的』,就是の的意思,所以『煤』是主詞,但是用Google搜尋clean coal,會看到的搜尋結果大都是Clean Coal Technology,就是所謂的『淨煤技術』,『Coal Technology』才是主詞,依這篇維基百科,就是把煤變比較乾淨的技術,並不是缺德愿掌說的『乾淨的煤』,至於超超臨界機組,的確因為熱效率提高,相對會減少汙染及排碳量,但是它的效益其實也沒像這些綠淫垃圾說的那麼的神奇,這點我會在底下進一步說明。如果鄉民可以認同,這群垃圾要跟川普這個垃圾腫桶比爛,那我也只能無言了!

我們先回到這篇維基百科,裡面有提到3種淨煤技術:
1、燃燒前俘獲(Pre-combustion capture);
2、燃燒後捕獲(Post-combustion capture);
3、富氧燃燒(Oxy-fuel combustion)。

第1種主要是以氣化爐為主的如IGCC(氣化複循環系統),是一種可能具潛力的淨煤技術。另一種就是IGFC(氣化燃料電池整合系統),就是IGCC加上FC燃料電池(IGCC + Fuel Cell)之整合發電系統,為以上技術皆未大量商轉。
第2種就是目前常用的,從燃燒過程的廢氣中捕獲二氧化碳及其他汙染物。
第3種是以高純度的氧氣與煤燃燒,以消除了煙氣中的氮氣,以減低氮氣攜帶的廢熱,從而提高了熱效率,可以方便進行碳捕捉儲存(CCS,Carbon capture and storage),並且可順便去除NOx氮氧化物。

以上3種是目前公認可行的淨煤技術,相關內容可以參考這篇台電的出國報告p.9~p.14:,以上淨煤技術除了價格高昂外,還必須以犧牲整廠發電效率的代價,以提供氣化爐、製氧機及其他哩哩摳摳等設備損耗,來獲得較佳的排放標準,另外還要請各位注意一點的就是,燃煤電廠的排放減污就是靠:去除PM2.5等粒狀物的集塵設備(EP or ESP)、去除NOx的排煙脫硝(SCR)以及去除SOx的排煙脫硫(FGD),所以各位看到的低污染排放的電廠,其實都是靠這些EP、SCR及FGD等AQCS(Air Quality Control System)設備來達成,也就是說即使是中火的次臨界機組,可以靠這些AQCS等設備,來提升排放標準,這跟『超不超靈界』根本就沒關係,故『沒有乾淨的煤』已經是世界公認的事實:(There’s no such thing as clean coal),一切都是要付出代價的。

電廠需要靠EP、SCR及FGD等設備,來去除我們所熟知的PM2.5等粒狀物、NOx及SOx的排放污染,PM2.5等粒狀物主要時煤碳中的飛灰及未燃燒產物,所以煤炭的PM2.5一定會比天然氣來的嚴重。NOx形成主因為空氣中氮氣(N2)在高溫下氧化燃燒及燃料中氮化合物氧化燃燒兩種,天然氣電廠因為燃燒溫度較高,高溫氧化燃燒的氮氧化物,會是主要的NOx來源,煤電的NOx,則同時來自N2氧化燃燒及燃料中氮化合物氧化燃燒。至於SOx則主要來自煤碳中的硫化物,燃氣電廠就比較沒有SOx的問題,所以不管是超超臨界機組還是次臨界的燃煤電廠,污染排放都必須靠AQCS設備來達成。

第1種採用IGCC(或IGFC)的燃燒前處理的淨煤技術,也可以參考我底下所Copy的貼文。由於它將煤炭轉化為氫氣,所以可供複循環發電之用,以提高熱效率,最重要的是,燃料可在進入Gas Turbine燃燒前,除了去除N2之外(可省略SCR),就先進行飛灰及SOx的處理,故可得到較佳的污染去除效率,IGCC及IGFC堪稱未來最有可能的淨煤技術,可是由於氣化爐的關係,除了價格(非常)高昂之外,就是會損失整廠輸出效率,且這些技術皆未大量商業運轉。

第2種燃燒後處理,就是目前慣常火力機組常用的技術,上面已經先行說明。至於第3種富氧燃燒,這篇出國報告寫得很清楚,必須要增設一座耗電的純氧提純設備,同樣也會損失整廠輸出效率,目前較少被研究採用。

前陣子看到媽媽監督核電聯盟裡面一些綠淫幻想人士,不斷在鼓吹超超臨界機組,誇大了超超臨界機組的效益,好像這個技術就是一切反核主張的救世主,經過以上推論,就算是採用超超臨界發電機組,這些EP、SCR及FGD等污染防治設備,一樣也少不了!而且採用煤電一個最大的問題就是,就算是採用較先進的IGCC、IGFC或是Oxy-fuel combustion,都無法迴避的就是CO2排放量的問題,目前菜正腐在檯面上所提出的發電廠更新計畫,都還是傳統的汽力機組,只是改為效率更好的超超臨界機組而已,根本與先進的IGCC、IGFC還是Oxy-fuel combustion無關,面對全球氣候變遷下的國際社會,CCS的問題也早已浮上檯面,而且CCS也是以上這些淨煤技術的一大研討重點,可是冥燼黨政府卻完全視這些課題於無物,除了PM2.5外,未來台灣一定會為碳排放量,付出巨大的代價。

《》《》《》《》《》《》

最後,我抄錄這篇出國報告的最後一段:『CCS只是將二氧化碳集中儲存,並不能減少二氧化碳,相反的在CCS的過程中製造了更多的二氧化碳,在地下岩層儲存數千年後,二氧化碳才能變成固體的礦物質,對環境不再有威脅。真正的低碳或無碳電力來源只有再生能源和核能…。』,這正呼應了聯合國IPCC報告結論,指出的減碳手段強調『核能、火電的碳捕捉(CCS)及再生能源3種』。但是台灣的再生能源卻受限於地狹人稠及負載特性影響,前景難以樂觀,可是偏偏冥燼黨卻死抱著這塊神主牌,往死胡同裡鑽,最終犧牲的就是台灣能源的未來!

深澳的『煤』其實也沒這麼『深奧』,只是一堆垃圾政客讓這個議題變成了『深奧的幹畫』,構成了台灣近日來最きらい的風景(只與きれい差一點點,真諷刺!),如果你還要相信瘌痢德來自『超超靈界』的『超極掰鬼話』,那我也不知該說什麼?

這篇貼文裡的參考資料,雖然是我最近才找出來的,但是這篇文所介紹的技術,我卻是早在幾年前就已經看過,參考資料也只是為了盡量言之有本,裡面難免有疏漏之處,非常歡迎各位先進不吝指教,讓小弟有個進一步學習的機會,謝謝!

以下就是我這位老友最近的貼文Copy:

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「乾淨煤」?

怎麼這個周末好多人都在問這一題? 顯然行政院官員一知半解的發言已造成大家的困擾,幕僚真該打屁股。

所謂的「乾淨煤」的那個叫合成氣(Syngas),基本上就是將煤炭煤在不完全燃燒後揮發產生可燃性氣體,再一次重組為以 H2, CO 為主的氣體,由合成氣工廠製被後送到複循環機組(Gas turbine主機)當燃料,熱動力循環模式為Brayton cycle + Rankine cycle。氣化煤複合循環一般稱之為IGCC ( Integrated Gasification Combined Cycle)。目前該項技術仍在實證廠階段,尚未大量運用於商業運轉。

新的深澳電廠將使用超臨界燃煤鍋爐,仍然以傳統煤碳為燃料,熱動力循環模式為Rankine cycle,燃燒所產生的廢氣由AQCS(Air quality control system,由集塵、脫硝與脫硫設備組成,類似高科技廠房設施的AAS)處理,以合乎或低於環保標準的污染標準排放。之所以敢號稱潔淨火力發電其原因為高熱效率、低污染排放量,以及高性能的AQCS把廢氣處理到合乎環保標準。

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後記:

感謝老友的專業提點,我也順勢更正我的貼文,以示負責:

《AQCS不管是哪種組合不會巨大的影響機組輸出量,影響的多寡與AQCS組合種類有關。至於AQCS設備所能達到的規格水準,是與當時的現有商品所能達到的規格有關。所以重新規劃過的深澳電廠AQCS濃度排放,以目前的貨架商品已經能達到,媲美以LNG為燃料的大潭複循環機組其氮氧/硫氧/PM值的要求。而中火也已經開始進行AQCS更新計畫,以符合更新的排放標準。》

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