工業節能
我國工業部門消費達伍仟壹佰萬公秉油當量(2014年),占能源消費61.77%。由於能源消費占比高,工業部門為節約能源一直是各方關注重點。工業耗能中,可大致分為有製程及公用系统耗能,而合宜的製程節能方案可獲得可觀的節能效益,但其依各產業與各廠商特性而明顯不同,換言之,不易有所謂之共通節能技術。因此在工業節能領域,業者常先從共通性較高之公用系统(含油、氣、水、電)節能開始著手。系统則由許多相依的設備所組成,所以高效率設備絕對有其不可或缺的必要性。這其間之關鍵含冰水機、馬達等;冰水機方面,幾年前我國自行研發出之商用型800RT級變頻離心式冰水機,提供無塵室空調使用,可操作負載範圍10~100%,效率COP值6.15,與定頻離心機比較,節能量25%以上。至於國產研發400RT雙壓磁浮離心式冰水機,滿載運轉效率COP值6.1,估計節電量可達30%。高效率馬達方面,首先鼓勵業者生產及進口IE3以上等級馬達,置换原馬達。再者運用馬達節能系統,就是利用智慧化之高效率節能評估與運轉控制策略,來改善傳統系統效率,有效改善工業生產力,系統節能空間約在5~30%。如此可縮短工廠對馬達系統節能投資回收年限,從目前的大於5~10年降低至3年以內。例如以汙水處理廠之馬達動力系統最適化運轉實例中,由於不同處理廠之設計、系統配置、操作策略及現階段污水處理容量皆有所差異,因此先以進流抽水站之水泵系統操作優化為目標,包括液位上升預測演算法及水泵併聯系統之優化操作,導入汙水處理廠實際運作,可降低追20%之進流抽水站耗能,並可減少設備啟停次數,降低損壞機率(目前一天約60次啟停),達成節能目標。
在公用系統節能方面,首先在為維持公用系統輸出不變,使用智慧型能源感測、能源分析、高階控制、操作決策等軟體技術,完成單機或多機併聯系統運轉最佳化,在不需更換任何設備及調整製程,即可導入節能技術,通常可節能5%左右。而後是逐步跨入製程之節能領域,並導入新資通訊技術與研發跨系統模組化節能技術,通常可節能量則依導入程度而有不同。
一般而言,工業廢熱排放穩定且持續,然而低溫廢熱之能量密度低、可用能低,回收再利用之設備成本高。有機朗肯循環(Organic Rankine Cycle, ORC)是低溫發電系統,機組具備發電效率佳、穩定度高和壽期長等產品特性。ORC係利用合適之有機工作流體,將中低溫熱能轉換為電力輸出。我國不僅建立完全自製能力並已有應用績效,如開發出10至200KW螺桿ORC技術,應用於機械業焠火油廢熱回收及化工業熱水型廢熱回收發電示範電廠建置。目前則正測試300KW渦輪ORC機組,當其逐漸成熟後,可應用於煙道熱能回收發電系統,此乃由於大量餘熱來源為工廠煙道廢氣。
作者介紹