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淺談固體再生燃料(SRF)的發展問題

2021-08-18

     蔡文田

國立屏東科技大學生物資源博士班教授


1.背景說明

根據最新的2020年環境保護統計資料,國內每年所產生的一般廢棄物及事業廢棄物分別為一千萬及二千萬公噸左右,這些所謂的廢棄物事實上含有許多的能源或物質價值,若能將它們轉換為燃料(而產生能源)或有用物質(而循環使用),不僅可降低都市垃圾焚化廠及衛生掩埋場之處理及處置負擔,且可部分抵銷石化資源使用而減緩溫室氣體排放。雖然目前有許多的廢棄物已透過國內24座都市垃圾焚化廠處理並同時產生可觀的電力,但因垃圾含水率高、尺寸大小不一、成分組成複雜,致造成能源轉化率或發電效率並不高(平均低於20%),且易形成不完全燃燒產物而致有害空氣污染物(例如,重金屬及戴奧辛)排放。為了提高廢棄物中諸多可燃性成分之資源運用,先進國家近幾年正推動將一般家庭、商業或工業廢棄物中之廢塑料、紙張、紙板、廢橡膠和木材等不易進行物質再利用之有機性成份,透過一些前處理程序(例如,破碎、分選、乾燥、壓縮)、均質化及後端空氣污染防制設備(減少空氣中粉塵及臭味),最終轉製為固體再生燃料(Solid recovery fuel, SRF),或稱為固體回收燃料、固體再利用燃料或固體再生燃料。

 

 颱風所造成公園及行道路樹木倒塌 (10589日拍攝於台北市南港區某公園)。

從上述可知,將廢棄物轉製為SRF,主要就是從中分類出可燃燒的木材、廢紙、廢塑膠、或橡膠維等,並加以均質化而形成較為單一性質的燃料。這些符合規範標準之SRF就可以配合專用的鍋爐、水泥窯等高溫加熱設施使用,也許不必再燃燒煤炭(生煤)、燃料油或天然氣等石化燃料;若所使用的資材多為木質纖維素類,將有助高溫製程或設施之溫室氣體排放量降低,讓原本只能棄置而無法回收的物質,至少能有能源再利用的機會,創造出另一種型態的循環經濟模式。

圖2 木質纖維素所加工製得的木炭燃料 (109524日拍攝於台北市大安區某商家)。

2. 固體再生燃料應用上相關規範標準

環保署為利推動廢棄物燃料化,提供選用SRF技術及品質管理,特於109年4月1日公佈「固體再生燃料製造技術指引與品質規範」,以確保SRF品質,也同步訂定「廢棄物燃料化推動目標」,預計於110年達到廢棄物燃料化39萬公噸,112年達到47萬公噸,逐年提高我國廢棄物燃料化數量。在此規範中所稱SRF係指以具適燃性之廢棄物做為燃料,且須符合表1之燃料品質標準者,表中前三項標準係參考歐盟SRF品質標準(EN 15359)分級,採淨熱值第4級、氯含量第5級及汞含量第5級訂定標準值,而後二者標準係參考韓國環境部SRF品質標準,訂定鉛含量及鎘含量標準值。此外,規範SRF主要之使用者為工業用鍋爐、水泥旋窯、煉鋼業熔爐及煉焦爐、專用燃燒發電設備,但不涵蓋廢棄物焚化裝置。由於預期多數使用於工業用鍋爐為輔助燃料,故相關業者至少須符合「鍋爐空氣污染物排放標準」(表2),以及相關設施(例如,鋼鐵業集塵灰高溫冶煉設施、煉鋼業電弧爐)戴奧辛管制及排放標準。然而為因應懸浮微粒(PM2.5)所造成空氣品質劣化問題,中央主管機關(環保署)及中央目的事業主管機關(經濟部)有一項共通性政策係鼓勵將工業區廠商鍋爐盡量改使用燃氣型,在此氛圍下造成環保團體及地方主管機關(環保局)對使用SRF於鍋爐為輔助燃料之作法持懷疑,甚至於否定主張,除非完全使用天然、未加工的生質料,例如修枝果樹、颱風後倒樹(圖1)、季節性落葉(圖2)等,所製得的木質燃料顆粒或木炭(圖3)。事實上這幾年在一些社團法人(例如,台灣生質能技術發展協會、圖4)的努力下,已驗證若適當使用合於規範及比例之木質燃料顆粒或固體再生燃料(SRF)於工業鍋爐是可符合現階段嚴格的空氣污染物排放標準。

表1. 固體再生燃料品質標準

品質項目

標準值

單位

檢測方法

樣品量測基準

淨熱值

≧ 2,392

kcal/kg

平均值

CNS 10835

到達基 1

氯含量

≦ 3

%

平均值

EN 15408

乾基 2

汞含量

≦ 5

mg/kg(乾基)

平均值

EN 15411

到達基1

鉛含量

≦ 150

mg/kg(乾基)

平均值

EN 15411

到達基1

鎘含量

≦ 5

mg/kg(乾基)

平均值

EN 15411

到達基1

1到達基 (as received basis),即使用風乾試樣或恆濕試樣分析

2乾基 (dry basis)

 

表2. 鍋爐空氣污染物排放標準

空氣污染物

排放管道標準

粒狀污染物

30 mg/Nm3

硫氧化物

50 ppm

氮氧化物

100 ppm

 

3 桃花心木落葉堆積 (110511日拍攝於屏科大校園)。

4 台灣生質能技術發展協會於台北市世貿展覽館 (108921日拍攝)。