再生能源與新能源發(fā)展趨勢(shì)

1、綠色能源發(fā)展趨勢(shì) 石油 天然氣 媒 大量開採消耗殆盡造成地球溫效應(yīng)挑戰(zhàn)2008：國家發(fā)展重點(diǎn)計(jì)畫-積極發(fā)展再生能源能源與再生能源關(guān)係圖石油煤炭天然氣太陽能風(fēng)力小水力地?zé)崮苌|(zhì)能能源化石能源新能源再生能源能源新利用燃料電池電動(dòng)機(jī)車淨(jìng)煤技術(shù)潔淨(jìng)能源資料來源：工研院能資所綠色能源發(fā)展趨勢(shì)壹、太陽能之現(xiàn)況與未來發(fā)展貳、風(fēng)能之現(xiàn)況與未來發(fā)展參、生質(zhì)能之現(xiàn)況與未來發(fā)展肆、由廢棄物產(chǎn)生之能源伍、綠色能源未來之發(fā)展 壹、太陽能之現(xiàn)況與未來發(fā)展太陽的熱力及發(fā)電背景太陽可說地球最大的能源，照射地面的能量約為全世界石油蘊(yùn)藏的1/4，另外材料的發(fā)展，造就太陽能熱力及發(fā)電廣泛應(yīng)用。太陽能熱水器原理真空管集熱管內(nèi)水溫對(duì)流

2、水箱達(dá)到使用的溫度基本原理太陽能熱水器 資料來源：工研院能資所太陽熱能發(fā)電-原理利用聚焦吸熱，熱量傳遞水的原理，可分為兩種線槽式系統(tǒng)集中塔式系統(tǒng)1.線槽式拋物面聚焦鏡2.線焦集熱管3.固定式效率低1.碟型反光面鏡2.焦點(diǎn)處設(shè)置發(fā)電機(jī)系 統(tǒng)直接發(fā)電3.構(gòu)造複雜，成本較高太陽熱能發(fā)電-運(yùn)用太陽光電池原理太陽光電池的限制1.光能轉(zhuǎn)換成電能。2.n(?。┬图皃(?。┬桶雽?dǎo)體材料。3.光子撞擊半導(dǎo)體表面，造成電子擴(kuò)散，引出電流。4.透過直/交流轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)成交流電，至家庭或工業(yè)用使用。1.材料：一般太陽電池效率不高，未來將朝向使用串疊型太陽電池。2.土地：在臺(tái)灣需有30000平方公里的土地來裝設(shè)光電池接收

3、器，才符合經(jīng)濟(jì)效益。3.成本：裝置成本仍偏高。4.日夜氣候：光能量密度無法連續(xù)使用。太陽熱能應(yīng)用範(fàn)例熱水系統(tǒng)溫水游泳池太陽能溫室太陽能發(fā)電系統(tǒng)太陽能溫室使用的概圖太陽光能應(yīng)用範(fàn)例電子產(chǎn)品公共設(shè)施生活科技 太空科技路燈計(jì)算機(jī)太陽能車衛(wèi)星太陽能的優(yōu)缺點(diǎn)及限制優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1.普遍性：照射面積廣2.永久性：估計(jì)至少還有六百萬年期限3.無污染性：無危險(xiǎn)及污染性1.能量密度低：需要高品質(zhì)的儲(chǔ)能設(shè)備2.穩(wěn)定性差：受日夜氣候影響3.裝置成本過高：受光面必須到達(dá)一定的規(guī)模才能有所成效貳、風(fēng)能之現(xiàn)況與未來發(fā)展 一千年前中國及波斯就已經(jīng)設(shè)計(jì)了垂直軸風(fēng)車，後被歐洲廣泛使用。風(fēng)能使用19世紀(jì)末丹麥製造世界上第一部風(fēng)力發(fā)電機(jī)

4、演進(jìn)垂直軸風(fēng)車農(nóng)田灌溉、海水養(yǎng)殖、糧食加工、風(fēng)帆助航等場(chǎng)所廣泛運(yùn)用風(fēng)能發(fā)電原理風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升促使風(fēng)電。風(fēng)能的效益 轉(zhuǎn)換效率電力輸出VS風(fēng)的速度葉輪直徑1.風(fēng)力能源轉(zhuǎn)換成電力，理論上最高效率約為592.實(shí)際上約介於3050之間3.經(jīng)過機(jī)電設(shè)備轉(zhuǎn)換成電力總輸出率介於20454.經(jīng)濟(jì)效益取決於於發(fā)電效益5.多為水平軸式1.能量與風(fēng)速的三次方成正比2.風(fēng)速1215m/s時(shí)達(dá)到額定的輸出容量3.風(fēng)速達(dá)到2025m/s時(shí)，將強(qiáng)迫風(fēng)力發(fā)電機(jī)停機(jī)1.風(fēng)能的多寡與葉輪直徑成正比2.多葉片用於風(fēng)車效率較低但機(jī)械力矩較高，如：如提水工作3.少葉片反之世界風(fēng)能發(fā)展趨勢(shì)風(fēng)電是世界上增長(zhǎng)

5、最快的能源。到2003年，預(yù)計(jì)全球風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量足以供應(yīng)4000萬讓歐洲居民的電力需求。此外風(fēng)電控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)方面廣泛應(yīng)用電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)，能夠有效的改善提高發(fā)電技術(shù)。預(yù)計(jì)2020年世界電力需求將達(dá)到25.578萬億千瓦是整個(gè)世界預(yù)期電力需求的2倍。因?yàn)轱L(fēng)電相對(duì)化石能源，具有環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，未來成本將會(huì)低於化石能源。臺(tái)灣風(fēng)能發(fā)展概況海島地形，每年約有半年以上的東北季風(fēng)期，風(fēng)能潛力相當(dāng)優(yōu)越。臺(tái)塑麥寮廠竹北春風(fēng)廠澎湖中屯廠臺(tái)灣平均風(fēng)速每大於4公尺的區(qū)域，總面積約佔(zhàn)2000平方公里，可開發(fā)潛力估計(jì)約3000萬千瓦。新竹春風(fēng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)成立公司：天隆造紙廠發(fā)電機(jī)型：2臺(tái)丹麥Vestas風(fēng)力機(jī)組，總發(fā)電

6、量到3500千瓦，於民國91年10月完工運(yùn)轉(zhuǎn)。雲(yún)林麥寮風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)成立公司：臺(tái)塑企業(yè)發(fā)電機(jī)組：4臺(tái)丹麥Vestas風(fēng)力機(jī)組，總發(fā)電量到2640千瓦，於民國89年12月完工運(yùn)轉(zhuǎn)。澎湖中屯風(fēng)力發(fā)電廠系統(tǒng)成立公司：臺(tái)電發(fā)電機(jī)型：4臺(tái)德國Enercon組成，總發(fā)電量達(dá)到2400千瓦，於民國90年十月完工運(yùn)轉(zhuǎn)。臺(tái)灣風(fēng)力發(fā)電廠據(jù)點(diǎn)介紹風(fēng)能優(yōu)缺點(diǎn)及限制優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1.潛能巨大，取之不盡， 用之不竭2.就地可取，無須長(zhǎng)途運(yùn) 輸3.分佈廣泛，利用方便4.不污染環(huán)境，不破壞生 態(tài)1.風(fēng)的不穩(wěn)定性高2.受地形影響大，地區(qū)差異顯著3.降低土地利用價(jià)值生質(zhì)能現(xiàn)況與未來發(fā)展 生質(zhì)能來源工業(yè)有機(jī)物廢棄物農(nóng)業(yè)廢棄物林業(yè)廢棄物生質(zhì)

7、能都市廢棄物畜牧業(yè)廢棄物生質(zhì)能的廣泛定義是指所有的有機(jī)物，經(jīng)過各種化學(xué)反應(yīng)後，再取其能量應(yīng)用。生質(zhì)能之轉(zhuǎn)換的方式直接燃燒氧化與裂解合成發(fā)酵、脂化等方式生物轉(zhuǎn)換產(chǎn)生氨氣、甲醇林業(yè)廢棄物農(nóng)作物廢棄物畜牧業(yè)廢棄物工業(yè)廢棄物都市廢棄物直接燃燒熱轉(zhuǎn)換發(fā)酵、脂化生物轉(zhuǎn)換熱水蒸氣合成燃油瓦斯生質(zhì)柴油酒精汽油氫氣甲醇發(fā) 電替代燃料熱利用生質(zhì)能來源轉(zhuǎn)換技術(shù)能源型式用途生質(zhì)能轉(zhuǎn)換能源示意圖生質(zhì)能發(fā)展之現(xiàn)況及未來展望2025年,生質(zhì)能發(fā)電佔(zhàn)全世界發(fā)電量6以上巴西政府已發(fā)展生質(zhì)能轉(zhuǎn)化製造汽醇（Cashol)酒精引擎美國政府將試驗(yàn)栽種草本及水生植物，以開發(fā)新生質(zhì)來源我國沼氣、焚化發(fā)電，預(yù)計(jì)2010年 佔(zhàn)再生能源總潛力的

8、45使用低濃度（15）酒精之生質(zhì)燃料電池業(yè)已發(fā)展出來利用風(fēng)信子（布袋蓮）產(chǎn)生沼氣具環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益養(yǎng)殖浮萍巨型海帶及栽種桉植物及銀合歡等植物高價(jià)值的生質(zhì)能 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)1.來源豐富2.技術(shù)簡(jiǎn)單3.可再生利用4.轉(zhuǎn)換過程所需溫度不高5.不會(huì)造成空氣污染 1.生質(zhì)的水分偏高 2.轉(zhuǎn)換效率低 3.單位土地生質(zhì)能密度 低 4.易受環(huán)境限制 5.生產(chǎn)能量不及石化能 量生質(zhì)能優(yōu)缺點(diǎn)由廢棄物產(chǎn)生之能源廢棄物之利用住要包括氣化及液化，是我國主要的再生能源，預(yù)計(jì)2020年則會(huì)增加至1816MW來 源轉(zhuǎn)換核心技術(shù)利 用廢塑膠廢橡膠石油焦油泥都市垃圾農(nóng)產(chǎn)廢棄物生質(zhì)作物前處理氣化/裂解燃?xì)鉁Q(jìng)化/純化發(fā)電燃?xì)庖鏆鉁u輪機(jī)複

9、循環(huán)發(fā)電燃料電池外燃式引擎固態(tài)衍生燃料熱利用鍋爐焚化爐工業(yè)爐 （混燒）廢棄物氣化過程源示意圖 資料來源：工研院能資所廢棄物轉(zhuǎn)換能源的過程 新近發(fā)展的快速裂解（fast pyrolysis）技術(shù)則係在高溫、缺氧狀態(tài)下，快速加熱廢棄物，並快速冷凝其所產(chǎn)生的氣體，避免二次裂解（cracking）反應(yīng)，以獲得大量之合成燃油，且其產(chǎn)品非僅限於能源產(chǎn)品，如可生產(chǎn)高附加價(jià)值的特用化學(xué)品。全球發(fā)展的情況目前全球以氧化混燒發(fā)電為主要發(fā)展目標(biāo)之一，較受矚目示範(fàn)廠共有4座。根據(jù)預(yù)測(cè)，在1999至2008年間，歐洲生質(zhì)物/廢棄物氣化系統(tǒng)數(shù)量將佔(zhàn)全球42之多。目前全世界最大的生質(zhì)物液化廠為加拿大Ensyn技術(shù)公司近年所建，以快速裂解方式轉(zhuǎn)換廢木材為合成燃油。綠色能源未來之發(fā)展保護(hù)地球之生態(tài)環(huán)境，源源不絕及乾淨(jìng)之再生能源及能源的新利用技術(shù)之發(fā)展已成為全球之趨勢(shì)。 我國政府為發(fā)展再生能源及研發(fā)能源之新使用技術(shù)，在挑戰(zhàn)2008:國家發(fā)展重點(diǎn)計(jì)畫中將再