國外區域能源整合借鏡.pdf

1、 1 國外區域能源整合借鏡 蔡欣欣 一、 前言 面對因應氣候變遷問題及高能源價格雙重壓力，世界各國均將節 能減碳納入施政新思維。依據國際能源總署評估，在降低二氧化碳排 放策略中，有效提升整體能源使用效率是成功之關鍵性因素。而近日 經濟部能源局擬制定耗能產業的能源使用標準，並對未達節能標準者 開 罰 ， 不僅展現 政 府 節能減碳之 決心 ， 亦 將 促 使耗能產業 積極採 用節 能減碳 技術 。 汽電共生系統（ Combined Heat and Power, CHP） 及 區域冷熱 能 （ District Heating and Cooling, DHC）系統屬區域 能源整 合系統 ，能

2、有效提升整體能源使用效率，而 合併兩 者 可構 成 所謂 的 冷熱電共生系 統（ Combined Cooling, Heating and Power, CCHP；或稱 Trigeneration） 更可進一步 提升整體能源使用效率， 亦 是近 年 各國 推動趨勢 。 隨著汽 電共生技術 之 發展 ， 汽電共生系統 應用 已不僅適 用 於工 業 區 ， 更隨與 區域冷 能 /熱 能 系統結合 ， 拓展至商 業 區甚至住宅區 使用。 本文回顧 鄰 近國 家 ， 包括 中國 、 日 本、韓 國之 區域 能源整 合現況 ， 以作為台灣 推動區域 能源整 合 政策之 參考 。 二、 亞洲國家區域能源

3、整合現況 （一）中國 自 1980年代以來 ，中國政 府陸續推動區域 能源整 合相 關政策， 諸如 1997年 中國節 約 能源 法、 2003年都市暖 氣 改造試 驗計畫 、 2007 年汽電共生 暫行規章 與 煤渣 整 合 利 用 發電、 2005 年住宅 節能 管理規 2 章 與 加強 都市 供 熱改造 主張等 。在 數 年推動 下 ，中國成 為汽電共生系 統 裝置容量第 二 大 之國 家 ， 自 1990年 1,000萬瓩增 至 2008年 11,580 萬瓩 ， 占全 國 發電 裝置容量 之 14.61 。 目前 汽電共生 機組主要分佈 於 華北 、 東北等 氣候 寒 冷或工 業用

4、熱 需求量大 之 地 區 ， 故 工 業部 門 為 中國 最大 的 蒸 氣使用者。 至於區域暖 氣， 已 在中國部 分地 區 急速 發展 ， 主要 應用 地 區為 中國 北方 及 東北方 地 區； 而 為 加速具 能源效率之 區域 供 熱技術 之 發展 ，中國政 府 在 北方 15省分 推動 住宅 大樓 與區域 供 熱系統 節能 翻 新 計畫 。 至於區域冷 汽 供 應部 份 ， 香港 政 府已於 2011年 2月 與 民間建築公司 與工 程公司 簽訂契 約 ， 進 行 為 期 8年 啟德機場 重 建計畫 ， 進 行 區域 供 冷系統 之 設 計 、 興建 及經 營 ， 打 造一 個小 新 市

5、 鎮 ， 為 中國 第 一 個 採 用 區域 供 冷技 術 之 計畫 。 （二）日本 日 本 係廣泛 應用 汽電共生系統 國 家 之 一 ， 其 不僅於工 業部 門 有 廣 泛 使用 外 ，因氣候 位處溫帶 低 區 ， 冬寒夏 熱 ， 故 住商 部 門 亦 普 遍 使用 之。 截 至 2010年 3月 底 ， 汽電共生 總 裝置容量 達 944萬瓩 ， 其 中 工 業部 門 為 747萬瓩 ， 占 79%，化 學 與 機 械製 造 業 為 裝置容量最大 的產 業， 其 次 為 鋼鐵 業。 至於住商 部 門方 面， 裝置容量 達 197萬瓩 ， 主要 應用 於 醫院 、 旅館 、 辦 公大樓 及

6、體 育 場等場 所 ， 雖然 裝置規 模 不 大 ， 但 日 本 是 發展住宅 用 微型 汽電共生系統技術 之 領先 國。 由 於 國際 油 價 高 漲導致燃油 汽電共生 機組 之 操 作 成 本 上揚導致 近 年汽電共生系統 發展趨 緩 。 至於區域 能源 供 應 方 面，日 本 目前 雖 處 萌芽 期 階段 ， 但 重 要 性 已 逐漸 提升。政 府 致 力 於 藉由 區域 能源 網 宣傳 區域 能源的 角色 ； 區 3 域 能源 網 係 將 小規 模 之 區域暖 氣 /冷 氣 網路 與 既存 之 分 散式 熱 源 相 結合 。日 本 的 京 都 議 定 書 目 標達成 計畫 之 一 ，

7、即 為推動 區域 能源 網 ，並 且給予 低 利 貸款 及 補貼 之 誘 因。 將 汽電共生系統 應用 於區域 能源之 案例 ， 如 在日 本 東 京六 本 木 區 之 六 本 木丘 （ Roppongi Hills）； 該 地 區 有 許多 的 辦 公大樓 、 旅館 、商 業及 住宅 大樓 、電 影院 及 美 術 館 等 。 森 大 廈塔 （ The Mori Building Tower） 裝設 3.86萬瓩 之 燃 氣 汽電共生 機組 ， 藉由 電 網 及氣 管 網路 提 供 該 區域電 力 、暖 氣及 冷 氣使用 ； 該 系統相 較傳 統 供 應 形式 之效率高 16 。 該 系統 之

8、 主要 發電 組 件詳見 表 1。 表 1 六本木丘汽電共生廠之主要發電組件 發電 機 裝置容量 特色 6部 注 汽 式燃 氣 輪 機 每 部 6,360kW 可隨電 力 與 蒸 氣之 需求量 彈 性 調 整產 出比例 1部 背 壓 式 汽 輪 機 500kW 燃 氣 輪 機 產 生 之 蒸 汽 用 至 蒸 汽 鍋 爐 中， 再驅 動汽 輪 機 及 冷 凝器 。 8部 吸收 式 冷 凝器 6 2,500製 冷 噸 2 2,000製 冷 噸 資料 來 源 ： Delta Energy & Environment網 站 。 （三）韓國 韓 國 為 領先 採 用 區域 能源 供 應的國 家 之 一

9、， 其最 早 於 1972年 應 用 於 蔚山石 化 工 業 區 ， 以 及在 首爾 木 洞 地 區以汽電共生系統（ 2 萬瓩 ） 與 垃圾焚 化 廠 所 產 生 的 蒸 汽 建 構 成 最 早 的 區域 供 熱系統 。 2007 年 南 韓汽電共生系統 裝置容量 已 超過 580萬瓩 ， 占全 國 電 力 系統 之 8.3 。 區域 供 熱 及 供 冷 專 案 為 南 韓 政 府 早 期 80年代所採 取 的節能 政策 措 施之 一 。 1985年 起 即 積極推動至 今 ， 2007年共 計 26個地 區已 有 區域 供 熱 /供 冷汽電共生系統（ DHC CHP），並 且該 市 場 仍持

10、 續 擴 展 當 中。 DHC計畫 通常 為 政 府 開 發 新 市區 建設計畫 之 一 部 分 ， 係 以 單 4 一 供 應者的 角色 建 立 DHC 區域 。 知識 經濟部 （ the Ministry of Knowledge Economy, MKE） 依 整 合 能源 供 應 法 ， 可 指 定 一區域為 整 合 能源 供 應 區（ Integrated Energy Supply Areas, IESAs）。 指 定之 後 ， 該 區 建設設計 必須 包括熱 供 應 網路 ，並 且 所 有 該 廠 區 內 的 建築 及 公 寓 有 義務 要 與 整 合 能源 設 備 （ Inte

11、grated Energy Facility, IEF）相 連 結 。 而 所謂 的 整 合 能源 設 備 係 指 利 用 汽電共生系統 設 備 或 裝 有 污染防 治 設 備 之 大 型 產 汽 設 備 ， 以 具規 模 經濟性 生 產能源 （ 蒸 汽或 蒸 汽 及 電 力 ） 並提 供 產 出 物 給 住商 部 門 、 產業部 門大量 使用。 整 合 能源 供 應 法 明 訂 三種 IEF， 分 別 為（ 1）區域 供 熱 /供 冷； （ 2） 供 應 蒸 汽 給 工 業 區；（ 3 ）共 享 能源 計畫 （ CES）。 私人企 業在整 合 能源 供 應 區 爭取 供 應 蒸 汽與電 力的

12、 權 力， 得 標者 則 可 取得執 行 權 。 因 此 該 法 創 造 了 可 控 的 CHP及 蒸 氣 供 應 市 場 。 該 法 雖 無 訂 定 財 政 獎 勵措 施， 但 對 於 南 韓 的 DHC CHP仍 有 明顯 的 推動 成效。 三、 結語 根 據能源局 資料顯示 ， 民 國 99年 我 國能源 消費 量 為 12,031萬公 秉 油 當 量 ，而 工 業部 門 之能源 消費 即 占 53.8%， 其 產 生 之二氧化碳排 放 量占全 國排放 量 幾 近 一 半 ， 工 業部 門 遂 成 為 國 家 節能減碳的 主要 重 點 。 住商 部 門 近 年 最 終消費 能源 占 比雖

13、 維 持 20 左右 的 水 準， 但 倘 實 際能源 消費 量 觀 之， 亦 呈 現 逐 年 上漲 趨勢 。 顯示 ， 我 國 隨著生 活水 準提升，對 於 能源 需求 亦隨 之 增加 。 為 達節能減碳 目 標 兼 顧 維 持 國 民 之 生 活品質 ， 推動區域 能源整 合不 論 在 工 業部 門 抑 或住商 部 門 ，均 可 有效提升能源使用效率， 惟 仍須 考 量管 線 的 規 劃 與 鋪 設 、 穩 定 供 冷 / 熱 /電 品質 、 管 線跨越馬 路路 權 等 技術與法 規 面的問題。 回顧 亞洲 國 家 對 於推動區域 能源 供 應均有 良好 成效， 究 其 緣 由 ， 除 給予 低 利 貸款 5 及 補貼 等 經濟 誘 因之 外 ， 於 建築 法 規 亦 均有 相 當 程 度 的 規 範 ， 甚至如 韓 國 另 訂 專 法 ，在 進 行 新 市 鎮 區 開 發 時 期 ， 直接 規 劃 設置 相 關 管 線 與 設 備 ，降低 後 續 設置 與 行 政成 本 支 出 ；可作為 我 國 藉由 都市更 新 、 新 市 鎮打 造與工 業 區 開 發 ， 推動區域 能源整 合 之 借鏡 。