感謝 #世紀集團 #賴文祥 董事長邀請我來參加 #新北八里 #臺北港 廠房上樑典禮,在前往會場的路上,遠遠的就看到廠房佇立在 #臺北港園區,58米的高度,據說是台灣目前最高的單一樓層建築,臨場感受真的非常壯觀。這次「世紀集團」在臺北港南碼頭的一期廠房興建案,是在 來趣新北金發局 市府經發局、 工程圖輯隊 工務局、 我愛陳香菊(新北城鄉局) 城鄉局等市府團隊共同加速推動 #都市設計審議 與 #建照申請 等流程,讓企業在新北的投資都能獲得最有效率、最好的協助。
除了感謝世紀集團,我也佩服賴董事長獨具慧眼,選擇在八里臺北港投資,還是興建 #離岸風電設備 的廠房,將用於興建水下基礎製造廠房及預組裝場地。這裡不僅生產 #綠能,廠房本身也很綠能,將設置超過屋頂1/2面積的 #太陽能板,可說是企業轉型的最佳典範,也為臺灣綠能發展盡一份力。
我上任以來,在「#招商一條龍」與「#單一窗口服務」等政策的帶動下,年底前將創造1,176億元的投資額,24,000個就業機會。新北市歡迎所有企業來投資,無論外商、台商,只要有意願來新北,我們一定用最快的速度完成相關程序,讓我們繼續努力,為新北市帶來更多的經濟活力。
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#新北大工程 #安居樂業 #簡政便民 #侯友宜
太陽能板製造流程 在 說說能源 Talk That Energy Facebook 八卦
【太陽能板回收能滿足循環經濟嗎?】
#矽的回收是關鍵 #現有技術的回收經濟效益不高
太陽能光電模組(PV)的生命週期約為20-30年,出乎意料的是,目前全球尚無針對壽命結束的PV元件設計完整的規劃,到了2030年,報廢的PV模組總量估計將達8百萬噸;到2050年數字可能會翻十倍(8千萬噸),屆時將佔全球電子廢棄物的一成。其中,佔PV總重八成的鋁材和玻璃易於回收,問題在剩餘二成金屬材料的回收難度很高,加上矽材的回收純度不夠,無法建立有效的循環經濟模式。
鑒於PV垃圾的指數成長危機,美國國家再生能源實驗室進行了一次全球規模的評估,試圖找出回收PV原件的最佳方案,並將研究成果以《滿足循環經濟之矽光電模組回收模式的研發重點》為題,發表在NATURE的副刊《NATURE ENERGY》上,以下是報告的論點摘要。
🔍️報告全文:https://reurl.cc/MvqvWv
▋降級回收無誘因
光電板通常在使用20-30年後,仍可維持70%到80%的效能,雖然不差,但已不符大型電力系統的標準,理論上可以對舊元件進行翻新再繼續使用,或轉換到效率需求較低的用途, 即降級回收(downcycling)。可是如同其他電子工業的回收困境,由於建置新的光電板很便宜,翻修與測試退役元件的成本超過了生產新模組的成本,因此PV的降級回收缺乏經濟誘因。
▋現有PV模組的回收概況
既然光電板的二次使用難以建立循環模式,下一個選擇就是回收。在政府推動下,回收業務在歐洲和日本等地早已建立,WEEE是歐盟關於廢棄電子設備的回收法令,在2012年就增設PV回收的類目;美國較為落後,聯邦政府目前尚無光電板回收的規範或獎勵,州政府中也只有華盛頓州要求業者需負PV廢棄物的收集與回收之責;其他國家如澳洲、南韓與印度,近年也開始制定法律。強制回收以外,也有一些業者的自發性回收,如美國太陽能工業協會(SEIA)自2016年起,已減少3600公噸的太陽能相關廢棄物進入掩埋場。
但今天全世界的PV回收系統由於缺乏整合與優化,#經濟效益與高純度材料的回收率都很低,即使在有法律強制PV處理的歐盟,專門回收的設施也很少,回收效率的公開資訊又難以取得。根據論文,歐盟和其他國家的標準做法,是透過現有的玻璃與金屬回收產線,以物理方式分離出玻璃、鋁製框架、外部銅線等所謂的散裝材料(bulk material),靠這些材料滿足WEEE規定的75%回收率的要求。但散裝材料的經濟價值不高,具最大潛在經濟效益的銀、錫、銅、鉛等金屬無法從該流程回收。
▋金屬回收的困境
細部來看,回收光電板分三個主要步驟:1⃣以機械方式拆除面板的框架與接線盒。2⃣藉熱力學或化學反應分離玻璃和矽晶圓。3⃣透過電化學方法將矽晶圓與特殊金屬(銀、錫、鉛、銅)加以分離及純化。
目前的回收困境在步驟3⃣,特殊金屬雖佔不到PV模組總質量的1%,回收過程卻極為耗能、其廢棄管理也不容易(因其化學毒性),又得支出較大的勞動力,導致回收成本十分昂貴,不過它們的經濟價值很高,且含化學毒性,廢棄物若處置不當,#在所有光電元件中對環境殺傷力最大,因此論文作者認為應該投入研發、將上述步驟的回收過程以「技術經濟分析(TEA)」以及「生命週期評估(LCA)」等前瞻性工具加以優化,盡可能使高比率的金屬能被回收。
▋矽材回收的困境
除了高價值金屬,步驟3⃣中的矽也是問題的核心:矽元素是PV模組中成本最高的物質,質量占比也僅次於散裝材料(玻璃和鋁框架),檢視太陽能板的整體耗能、碳足跡與製造成本,矽的生產過程都佔了一半的比重,#因此矽材回收在經濟與環境面上都是達成循環經濟的關鍵,能回收更多高純度的矽,使之回流PV元件的製造,就能減少原料的開採、碳足跡,並降低成本。
問題是:目前的技術無法輕易分離出高純度的矽,只能得到純度98%的冶金級矽(Metallurgical Grade),不適合重新用於電子產品、半導體工業或新的太陽能電板。學者認為,回收並純化出可重新投入PV元件等級的高純度矽材,在技術上辦得到,但不符經濟效益,因為市場上原始矽晶(virgin silicon)充裕,加上現有回收設備的能耐有限,使回收出來的矽材在短期內恐怕只能應用於某些金屬合金(metal alloys)的製造。不過,考量矽材在PV產業中的關鍵角色,作者把矽的純化列為未來的研發重心,#從使用過的PV晶圓中提煉高純度的回收矽來建立太陽能產業的循環經濟,建議投資大量R&D,但報告中也承認此過程涉及的複雜度很高。
▋避開「完整」矽晶圓的回收
另外,儘管在實驗室裡能達到整塊矽晶圓(intact silicon wafer)的回收與再利用,但在現實中要達到大規模的高純度水平,仍存在許多障礙:整塊矽晶圓電池經常破裂,加上今天的矽晶圓電池越做越薄,九零年代以前規格是400μm,今天的厚度降到只有180μm,晶圓愈薄、破裂的風險愈高,因此矽工業對整塊回收的矽晶圓不感興趣,論文作者建議不要在該領域太過著墨。#根據業界的製程趨勢調整PV回收的研發走向,是報告提供的一項建議。
▋永續的初始設計
PV模組難以回收的另一個原因,來自工程師將產品設計的重心擺在效率和耐用上,付出的代價就是不利於拆卸與回收。為了提高市場競爭力,PV系統過去的設計宗旨都在追求最低的「發電均化成本(LCOE)」,只看生產電力的成本,但現在許多工業開始拋棄線性思維,考慮產品從源頭到終點的完整生命週期、其對環境的影響,及易於回收的程度。報告建議廠商該嘗試達到「搖籃到搖籃認證(C2C certification™)」或NSF/ANSI 457(光電元件的永續領導標準)等門檻,使消費者在選購PV模組時可以辨識產品的可回收級別。歐洲生態設計指令(European ecodesign directive)是EU制定的另一種強制業者走向循環設計的法規。
透過研究發現,若從太陽能的回收現況看來,再生能源雖然被稱為綠色能源,但其優勢來自於發電時的低碳排,「綠色」與永續性(sustainability)、可回收性(recyclability)以及循環經濟(circular economy)等概念 #不能畫上等號,要建立能源產業的循環與永續,綠能仍有一段長路要走。
順便推薦最近一本書《稀有金屬戰爭》,可以拿藝fun券去買。
▋參考資料:
https://reurl.cc/KkV01n
https://reurl.cc/V6yM6N
太陽能板製造流程 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 八卦
廢棄物當寶物,牧場到航太廠都鍍金!! (09/15/2106 TechNews科技新報)
你知道嗎?養豬也能和潔淨畫上等號,屏東的中央畜牧場及彰化的漢寶牧場,利用豬排泄物製成沼氣發電,讓廢棄物轉成白花花的鈔票,沼氣發電成為最名副其實的「再生能源」。不只農場有商機,連航太大廠漢翔都積極搶進。
一天產 4,000 度電 還能免費送台電
中央畜牧場 把豬糞變黃金
「潔淨」和「豬」,終於劃上等號了。在屏東麟洛鄉的高速公路下,窄小的鄉間道路盡頭,安靜地像尋常的鄉下人家,看不到躁動的豬隻,也聽不到急促的豬叫聲,連空氣中都沒有難聞的豬糞尿味,但其實這裡養著超過 2 萬 5,000 頭豬,數量在屏東縣數一數二。
在中央畜牧場裡的這兩萬多隻豬,住在水簾式的豬舍裡,密閉的室內能隔絕蚊蟲叮咬、鳥類的傳染病,減少病菌。穿上隔離衣褲、套上靴子,進入第一間豬舍,裡頭比剛下過雨的室外更涼爽,空調顯示著攝氏 26 度,每隻豬媽媽旁還有供小豬保暖用的黃色照燈,這些電力都是來自豬隻自己排泄物所製造的沼氣,名副其實的「自己的用電自己發」。
包括動物糞尿、垃圾等廢棄物,都會因細菌分解有機物而產生甲烷、二氧化碳、硫化氫及其他微量氣體,這些就是組成沼氣的主要成分,若沒有經適當處理,其中甲烷造成的溫室效應是二氧化碳的 25 倍,是地球暖化的元兇之一;但其實甲烷也正是熱能的來源,經純化後,熱值可以和天然氣相比。只要養豬未來仍是台灣重要的畜牧業,只要人們持續有生產活動產生垃圾,沼氣也會源源不絕,是台灣目前的六大再生能源之一。
自產自用 年省近 300 萬元電費
「我們養豬的最困擾的就是豬糞水的問題,每次環保局來抽查水質,壓力有夠大的!」中央畜牧場場長蘇鵬曬得黝黑的臉、堆著憨厚的笑容解釋,因為牧場二十多年前做的污水處理槽,功能漸漸減退,他一直擔心廢水排放標準會愈來愈接近不合格邊緣,於是狠下心來,一次砸下 4,000 萬元,重新投資污水處理的厭氧槽,同時增加沼氣發電整套設備。
「因為要改善污水,想說如果能拿來發電也不錯,也不會虧錢啦,只是要再買發電機和一些設備。」在中央畜牧場裡,因為要做沼氣發電,豬糞尿都在一站一站的管線、槽體裡流動。往前走到下一間肉豬豬舍,特殊高床式的設計,豬隻的排洩物會往低處流,經收集由管線送到能容納 1 萬噸、2 層樓高卻完全密閉的厭氧槽裡發酵,產生的沼氣輸送到樓上大紅色的集氣袋收集儲存,之後再送至脫硫設備脫硫,並經過將水分雜質過濾掉的前處理,最後送進漢翔製造的 3 台共 195 KW(1 瓩等於 1,000 瓦)發電機裡,一天就能產生 3,700 到 4,000 度的電。
售電得多繳稅 一點誘因都沒有
其實早在 20 年前,蘇鵬就曾採購發電機想做沼氣發電,但因為當時沒有脫硫設備,豬糞裡的硫化氫會腐蝕發電機,機器沒多久就壞掉。後來是導入台大動物系教授蘇忠楨發明的生物脫硫技術,才讓蘇鵬這次的嘗試能成功,雖然沒有拿政府的補助款,卻成為政府最好的宣傳教案。
一天 24 小時,牧場裡的沼氣不斷持續發電,蘇鵬都是自產自用,並沒有賣給台電;每到晚上,豬舍後方的飼料廠休息,豬舍需要電力不多,中央畜牧場就將電力併入台電電網,一天免費送給台電的電力超過 1,000 度。「我們沒有和台電簽約,一度如果算 3 元,我們一天都送他們好多錢耶!」蘇鵬笑說。
因為中央畜牧場 2011 年建置沼氣發電時,當年能源局訂下的沼氣躉購電價一度電僅 2.18 元多,到 2013 年建置完,躉購電價也不到 3 元。「我向台電買電,一度要 3 元,賣台電才 2 元多,這怎麼對?」
而且有了售電收入還得多繳稅,蘇鵬怎麼算都不划算。
供應牧場加飼料廠一天所須的 2,600 度電,一個月能少付台電二十多萬元電費,一年下來省下近 300 萬元,還能一併解決他最頭痛的污水處理問題。只不過,若不含厭氧槽,他初期投入了約 2,000 萬元,加上這些年必須負擔的保養費、引擎更換等及設備的維修費,根本很難回收。「我對曹主委(農委會主委曹啟鴻)說,如果真的要推廣,一度電 3 塊多,一點誘因都沒有,」蘇鵬說。
把沼氣發電生意做到馬來西亞
漢翔發電機 幫畜牧業賺綠金
目前,台灣養豬場投資沼氣發電,除了中央畜牧場,規模最大的就屬位於養豬第三大縣彰化的漢寶牧場。在漢寶牧場裡,插著 3 雙緩緩轉動的小型白色風機,豬舍屋頂和地面都架設了太陽能板,但整個牧場裡發電量最大的,還是來自一百多棟豬舍裡、近 4 萬頭豬所產生的沼氣。
其實和中央畜牧場一樣,早在 20 年前,漢寶農畜產董事長陳修雄就開始嘗試製作沼氣;因為地處彰化靠海的芳苑,冬天風大又冷,他將經厭氧處理後產生的沼氣取代瓦斯,在冬天以沼氣燈幫小豬保溫:陳修雄還到高雄向拆船業者買二手的船用引擎來改造,想做沼氣發電。
很有商業頭腦的陳修雄,也曾和做碳交易的公司「南極碳」談過,想將透過沼氣發電減少的碳排放量,拿到歐洲做交易。只是目前政府的步伐都走在他之後,讓陳修雄的嘗試都不算成功,有些沮喪。
和中央畜牧場不同,漢寶牧場沼氣所發的電,每度以 3.25 元賣給台電,但陳修雄精算,包括發電機、脫硫塔、各種管線及儲氣袋等投資以及未來 10 年的保養維修費用,平均一度電的成本是 4.75 元,因為覺得自己不算成功案例,讓陳修雄始終婉拒所有採訪。
「重賞下才有勇夫啊!」沼氣發電規模比中央畜牧場更大的陳修雄嘆口氣說。
今年,新簽約的沼氣躉購電價漲至 3.92 元,為了讓更多牧場有將「垃圾變黃金」的誘因,陳修雄向政府提了建言書,希望發電容量在 100KW 以下的牧場,一度電能以 6 元收購;100 到 500KW 的牧場,則以 5.5 元收購,和太陽能一樣分級。他甚至籲請政府成立碳權交易所,為業者創造多重商機。
漢寶牧場倡議 採分級收購電價
8 月中,研發製造飛機及零件的漢翔董事長廖榮鑫,也走了一趟漢寶牧場,這已經是他第 3 次來到漢寶,他自己一邊和陳修雄討論發電機可以如何增加發電效率,一邊也變身為牧場主人,為記者解釋牧場設施以及沼氣發電的流程。
因為中央畜牧場和漢寶能讓沼氣能轉化成鈔票的發電機,都來自漢翔。「台灣只有 3% 的豬場有做沼氣發電,97% 都沒做,估計產值差不多 100 億元,這還沒有計算牛、雞或是廚餘等廢棄物耶!」廖榮鑫說。
漢翔還把沼氣發電的生意做到出國比賽。馬來西亞是全球最大棕櫚油生產地,有非常龐大的沼氣發電潛力,今年 2 月,漢翔幫當地的 KKSL 棕櫚廠建置沼氣發電系統,還負責工程設計、試運轉、現場接收測試及後勤維修等。雖然沼氣的發電設備目前只占漢翔營收的 0.5%,但,「馬來西亞和印尼的棕櫚油廠有一千多家,我們只要努力搶得到 3% 的市場,就比現在漢翔營收還大了。」軍人出身、個性豪爽的廖榮鑫,對沼氣發電的潛力也估得相當豪氣。(本文由 財訊 授權轉載)
文章內容資料原始來源:
http://technews.tw/2016/09/15/biogas-power-generation/
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