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汽电共生(又称热电联产,英语:Cogeneration, combined heat and power,缩写:CHP),是利用加热机与发电设备同时产生热能与有效的电能。汽电共生为一种工业制程的再进化,利用加热产生的蒸汽优先推动发电设备,发电后的馀热用于工业制程的热交换达到能量最大化利用的目的。等于所发的电都是额外的收益。
热力发电厂(包括使用核能发电或燃烧煤,石油或天然气的热力发电厂)和一般的热机不将所有的热能转换成电能。在大多数热机中,略多于一半的热量作为多馀的热量被损失。通过捕获多馀的热量,汽电共生使用在常规发电厂中浪费的热量用于加热,达到最高的燃料效率。这意味著能够消耗更少的燃料而产生同样多的有用能量。
汽电共生分类
依发电先后次序不同而分为两种:
1.“先发电式汽电共生系统”:燃料燃烧后产生的蒸气先用于发电,发电后之馀热再投入工业制程使用。较适用于一般较低温之工业制程工厂,例如造纸厂、炼油厂、化工厂、养殖业等之使用。
2.“后发电式汽电共生系统”:燃料产出的热先用于制程,馀热再用以发电。此种型式适用于需要较高温的工业制程工厂,例如玻璃制造厂、水泥厂、冶金工厂等之使用。
对汽电共生系统而言,虽未将燃料产生的热能全数用在发电上,牺牲了发电效率,却将排出的热,转为工厂制程使用,将燃料使用率提高到50%以上。整体来说汽电共生发挥极佳的热、电兼收效果![1]
汽电共生产业
当今汽电共生产业链其上中下游分别为设备制造业、整合营造业以及发电为运三个区块,设备制造业即提供汽电共生系统及相关电力设施之业者,整合营造业则是提供包括规划设计、营造及系统整合等服务,发电维运则涵盖设备维护服务及发电营运等。
上游:
汽电共生产业链上游为设备制造业,分为涡轮发电机组及电力设施等两大部分。其中涡轮发电机组有蒸汽涡轮机组、燃气涡轮机组等,电力设施则涵盖配电系统、变压器、电线电缆及其他配件等。
中游:
汽电共生产业链中游为整合营造业,包括汽电共生系统之规划设计、系统营造与设置,以及系统整合等工程谘询服务。其中规划设计服务系提供业者汽电共生系统之系统设计、财务规划或环境保护等顾问谘询业务;系统营造与设置则提供包括工程规划、施工管理、设备装机建置等服务;系统整合则是提供汽电共生系统设置所需之机电控制及整合服务。国际上以西门子、奇异等主要电力工程集团为首,台湾则有台汽电、台朔重工、中鼎集团、巨路国际等业者为代表。
下游:
汽电共生产业链之下游为设备维护以及发电营运两个部分。设备维护业者是在汽电共生系统(厂)完成相关硬体设施建置并营运后,由设备供应商或协力之第三方业者提供设备之后续保固、检测与维修替换服务;发电营运业者即透过所属之汽电共生系统(厂)提供电力及热能所需,并维持供电、供热网路之稳定。
汽电共生系统为一发电及工厂制程蒸汽或热能予以结合的能源整合系统,其能源使用效率一般可达50%以上,远较单独发电的系统高出许多,具有低碳、效率提升、降低成本以及增进能源可靠度等价值,其主要效益为:属分散型电力,汽电共生系统多属就近设置,可有效减少输配电的损失,对电力系统供应稳定有所助益;有效整合电能及热能需求,提高能源使用效率;发电自用有助业者降低缺电风险,以可在尖峰时段提供电网需求,抑低其尖峰负载,有助提高电网净尖峰供电能力,进而减少电网需启动高成本机组之发电成本支出。[2]
相关讯息
产业界白皮书,五缺问题以“缺电”最危急,不过在大园工业区就有汽电共生厂,供应了当地园区将近两成的电力,发电过程中产生的蒸汽也同时能供给工厂使用,目前全台汽电共生厂发电量约15%,专家也呼吁政策可协助卖电补助,盼更多汽电共生厂能加入供电行列。[3]。
台化彰化厂三座汽电共生设备操作许可证展延申请被彰化县府驳回,此事件引发两方抗议声浪,台化厂员工向彰化县政府诉求工作权,要求台化复工;而环保团体则高喊“彰化拒绝燃煤、力挺县府驳回!”而在冲突与对立的背后,是否有更重要的根本因素?[4]。
外界质疑台电未将汽电共生发电纳入计算供电能力,并说全国汽电共生有800万瓩可供调度,台电澄清,汽电共生厂产生的电力以自用为优先,多馀的电力才提供给台电。环团指出,台电共可调度汽电共生厂800万瓩的电力,但这个发电量却被台电忽略,营造出较低的备转容量率。[5]。
针对汽电共生系统效率达法定基准者,其馀电得强制由综合电业收购并继而成为全国电力供应来源之一,并享有较便宜的备用电力费用。然而,尽管汽电共生系统具抑低负载、分散电源及稳定电力供应等诸多优势,但由于我国汽电共生系统多以煤炭为主。[6]
企业碳排放如何执行,在中钢汽电共生系统和废热回收,产制的蒸汽是如何透过蒸汽管网,供应蒸气链结,将收集起来蒸气卖给附近工厂,来达到减碳的成效![7]。
过去十年台湾地区每年的电力需求成长约在八%,而机组装置容量的成长率则每年只有四%,备转容量明显不足。此外,相关输配电设施扩充计画亦屡受地方抗争而受阻,导致近年来夏季尖峰时段,常因负载需求遽增,电力供应不足或因电力系统发生重大事故而限电。[8]。
参考文献
- ↑ 电力粉丝团 大家知道什么是汽电共生? 原文连结
- ↑ 产业价值链资讯平台 以一套设备同时产生有效热能及电能者,称为汽电共生 原文连结
- ↑ 自己的电自己发!汽电共生效能高. 东森新闻. 2018-08-17 (Chinese (Taiwan)).
- ↑ 汽电共生双赢变双输. 公视新闻网. 2016-10-09 (Chinese (Taiwan)).
- ↑ 汽电共生发电优先自用 绝无藏电. 联合新闻网 udn. 2019-04-25 (Chinese (Taiwan)).
- ↑ 能源知识库 汽电共生未来应扮演角色及发展方向 原文连结
- ↑ 中钢汽电共生系统 减碳发挥成效. TVBS News. 2019-04-25 (Chinese (Taiwan)).
- ↑ 汽电共生 冷门变热门. 今周刊. 1999-01-04 (Chinese (Taiwan)).
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