• 沒有找到結果。

第十一章 溫室氣體減量技術

本章依照所收集到的資料內容,分為綠建築、綠色設計與技術、綠色 燃燒技術、GHG轉換技術與大規模及創意減量技術等五部分,以下首先作 總體性的概述,之後說明各子分類資料內容整理與分析與小結。

11.1 總體概述

表 9 為本研究所收集的溫室氣體減量技術內容概述,並分為綠建築、

綠色設計與技術、綠色燃燒技術、GHG 轉換技術與大規模及創意減量技術 整理資料。

表 9 溫室氣體減量技術概述

項目 資料內容概述

綠建築 主要內容分為三項,包括被動式太陽能建築,生態有

善性建築、開放式建築與土地接觸與遮蔽建築。

綠色設計與技術 主要內容為可降低 GHG 排放之產品運用,包括多醣 類纖維運用與高溫超導體運用。

綠色燃燒技術 主要內容為可降低 GHG 排放,且可降低能源使用的 技術,包括化學鏈燃燒技術、非混合燃燒程序與燃燒 脫碳等。

GHG 轉換技術 主要內容為透過技術應用,將 GHG 轉換的技術,包 括利用光進行 GHG 減量、CHF3(三氟甲烷)轉換技術 與 N2O 轉換技術等。

大規模及創意 主要分為兩項技術,其一為阻止太陽能入射,包括人

11.2 資料內容整理與分析

11.2.1 綠建築

此部分的所收集的資料主要針對可降低 GHG 排放或能源使用的綠建 築設計,內容如下所述:

(1) 被動式太陽能建築(Passive Solar Building):被動式太陽能建築,是運用 熱傳學的原理 ,為冬季室內取暖與夏季降低室內溫度的節能設計。

Chandel et al.(2008)針對印度喜馬偕爾邦所設計或建立之被動式太陽能 建築進行分析,其具有較低裝置與維護成本,亦指出可省下空間加熱所 需之用電,以及降低 35%建築物熱損耗;而 Larsen et al. (2008)根據阿 根廷被動式太陽能建築分析其夏冬兩季之冷卻與加熱之能源使用狀 況,與傳統能源供應比較,可省下 70%冷卻所需的能源,以及 50%加 熱所需之源。

(2) 生態友善性建築:根據 Project Two Degrees (2008b),澳洲墨爾本的市 議會為一座十樓高的建築,名稱為 Council House 2,其仿照地球生態,

利用 24 小時自然循環的太陽能、風能、自然光線、空氣與雨水等,以 提供該建築物用電、加熱與用水的需求,可降低 514 t-eCO2/yr。

(3) 開放式建築(Open-building):Chen et al. (2008)指出開放式建築是結合永 續性建材、電子化管理、綠建築設計與營建自動化技術。例如將奈米 塗料材運用於建築外牆,其可進行自動化清理,或是綠建築設計利用 三合一的太陽鏡板提供綠色能源等,利用最少資源與產生最少廢棄物 等。

(4) 土地接觸與遮蔽建築(earth-contact/earth-sheltering building):此建築技 術是將土表與牆面接觸,以減少熱損失以及維持室內溫度,Kumar et al.

11.2.2 綠色設計與技術

此部分所收集的資料主要為可降低 GHG 排放或能源使用的產品或設 計,內容如下所述:

(1) 多醣類(Polysacchride)纖維運用:根據 Shen et al. (2008),多醣類可運用 於紡織、工程原料與包裝等的使用,其中將其與傳統運用為工程原料 的玻璃纖維比較,其可降低 3-40%的 GHG 排放,並可省下 25-30%的 非 再 生 能 源 使 用 。 利 用 纖 維 素 酒 精 為 原 料 可 製 造聚 羥 基 脂 肪 酸 (Polyhydroxyalkanoates, PHA),Yu et al.(2008)指出以此方法製造 1kg PHA 與並與傳統塑膠原料做比較,其可降低 0.49 kg-eCO2,而石化原 料的塑膠則需要 2-3 kg-eCO2,約可降低 80%之 GHG 排放。

(2) 高溫超導體(High Temperature Superconductor, HTS)運用:Hartikainen et al. (2003)將高溫超導體運用於發電機與變壓器等,且依據芬蘭電力發電 網情況,利用超導體預期可收支平衡及減少 0.8-1.53 Mt-eCO2/yr 的發電 量。

11.2.3 綠色燃燒技術

此部分所收集的資料主要為降低燃燒過程所排放的 GHG,且進行 GHG 的捕捉及節省能源的技術,內容如下所述:

(1) 化學鏈燃燒技術(Chemical Looping Combustion, CLC):Hossain et al.

(2008) 指出 CLC 具有效率佳與成本低的優點,此技術連結氣體與液體 的流體化床反應器,以金屬氧化物為氧氣攜帶者,在兩個反應器間循 環利用提供燃燒所需的氧氣,燃料不直接與空氣接觸,避免產生氮氧

以供燃料電池使用,而排出氣流可用於煙氣輪機與餘熱蒸汽產生器,

最高可達到 73%電力效率,與 96%CO2截取效能。

(3) 燃燒脫碳:(a)燃燒前脫碳(Pre-Combustion De-Caronisation, PCDC)技 術:在發電系統中使用 PCDC 技術,主要是將燃料轉換為合成氣,經 過合成氣的轉換與 CO2的分離,所產生的 H2用於發電,CO2則進行掩 埋,Jansen et al. (2004)則著重於 H2分離薄膜的反應器,指出將可提供 較低的碳或損失。(b)燃燒後脫碳技術:Favre (2007)指出許多研究認為 吸收程序為最為可行的碳捕獲技術,其將高分子緻密膜捕獲程序與胺 類吸收技術分別用於燃燒後脫碳程序,並做兩者之比較,發現高分子 緻密膜對於解決煙道氣體處置問題,當 CO2濃度超過 20% 時其具有競 爭性。

(4) O2/CO2燃料燃燒循環系統:Amann et al. (2009)將此系統用於天然氣聯 合循環(Natural Gas Combined Cycle, NGCC)發電系統捕獲 CO2,可降低 大約 280g /kW-h 的 CO2排放,當 O2純度達到 90%mol.,而 CO2的重 獲率達到 85%時,淨電效率可達到 51.3%,但與一般以化學吸收為基礎 的燃燒後捕獲技術比較,其效率損失 8.1%。

11.2.4 GHG 轉換技術

此部分所收集的資料為透過技術的應用,將 GHG 化合物轉換為非 GHG,或是具有利用價值的化合物,內容如下所述:

(1)利用光進行 GHG 減量:Huang et al (2008)利用丙烯為反應物,針對 SF5CF3與 SF6進行光還原作用反應,變為 CH4、元素硫與微量的氟有 機 化 合 物,此 法 的 GHG 分 解與 去除效 率(destruction and removal efficiency, DRE)會受到其與丙烯結合率所影響,而氧氣與水蒸汽則可加

上的光觸媒,產生甲醇、甲烷與乙烯等化合物,其中甲醇的生產與 UV 光線強度成正比。

(2) CHF3(三氟甲烷)轉換技術:Han et al. (2008)將CHF3與 CH4利用 CaBr2(溴 化鈣) 為反 應物 ,於 400-900 ℃溫 度下 ,可轉換 為具有 價 值的產物 CH2=CF2(二氟乙烯),而 CH4以及反應階段所產生的 CBrF3(三氟溴甲烷) 與 Br(溴),對於增加 CH2=CF2的生成扮演主要的角色。

(3) N2O 轉換技術:Dacquin et al. (2008)利用貴金屬為催化劑,以進行 N2O 的催化分解,指出在高溫進行的反應混合物的還原與氧化熱處理,會 增加 N2O 的轉換。

11.2.5 大規模及創意減量技術

此部分的內容主要是指大區域應用(甚至全球性),包含仍是概念構想 的技術,內容如下所述:

(1) 阻止太陽入射

(a) 人造雲 :由 John Latham 與 Stephen Salter 所構想(BBC news, 2007),乃利用潛艇船隊將海水打入雲中,增加雲之厚度以反射更 多太陽光,但是此舉對於生態系統之影響還未知。

(b) 硫磺屏障:由 Paul Crutzen 所構想(BBC news, 2007),乃藉由發射火 箭,在平流層製造一個硫磺屏障阻止太陽光照射,但是在較低高度 中硫磺會造成很多危害,包括酸雨、破壞臭氧層,並造成更多之溫 室氣體排放。

(c) 遮陽罩:由 Roger Angel 所構想(BBC news, 2007),乃將寬度 100,000 km 的巨型鏡子發射到離地表 1.5 million km 的高度,繞著太陽與地

(2) 二氧化碳吸收

(d) 人造樹:由 Klaus Lackner 所構想(BBC news, 2007),設計具有與樹 葉相似構造之人工合成樹葉以吸收二氧化碳,但是無法永久吸存二 氧化碳。

(e) 繁殖具吸收二氧化碳能力之生物:由 Ian Jones 所構想(BBC news, 2007),將營養物質,如尿素,注入海洋中浮游生物之區域,繁殖 浮游生物吸收二氧化碳,而在生物死後二氧化碳則隨其生物質沉入 海中,但是太多的浮游生物會造成缺氧並造成其他生物死亡。

Denman (2008)則建議可將鐵投入缺乏此營養素的區域性海洋中,

做為浮游植物的養分,促進其攝取 CO2以進行光合作用,但可能的 副作用包括長期作用下海洋生產力的降低、海洋食物鏈結構轉變、

加速海洋酸化,此外有機碳顆粒的輸出可能造成 N2O 的排放。

11.3 小結

以本研究所收集的GHG減量技術中,綠色建築乃是透過建築物本體之 設計或裝設節能設備,減少能源之需求,降低GHG;而綠色設計與技術,

乃利用較具環境友善性的原料,取代石化等燃料。另外,利用燃料燃燒的 脫碳技術,減少燃燒過程中所排放的GHG,並增加燃料轉換的效率,或者 更進一步地將GHG透過產物轉換的技術,將其轉換為可供利用的有價產 物,可降低GHG排放量,亦值得國內參考。