环境能源与绿建筑报告课件.ppt

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1、2023/3/28,1,專題研討報告,British Columbia at the Crossroads:Clean Energy or More Pollution,學 生:邵 成 麒 Chen-Chi,Shao授課教授:胡 子 陵 博士,2023/3/28,2,大 綱,前言I.BC衝擊現況II.BC水力天然氣發電的快速發展III.BC氣體渦輪發電機的爭議IV.BC 氣體能源市場的改變動力V.乾淨能源途徑的政策建議,2023/3/28,3,前 言,BC在21世紀,召開討論會議,主要是對21世紀不同的能源型態所造成的區域污染及氣候變遷問題進行討論。全球氣候變遷為本世紀的一項嚴重的問題,加拿大

2、也將履行京都議定書的內容。BC的溫室氣體排放量並未符合規定,但已開始著手降低,不能再無視外部成本問題,需綜合考量,降低環境破壞。回顧過去的政策,都停頓在考量未來的需求,包括生活舒適性上,或發展高效率製程技術,少有能真正解決環境問題的方法產生。,2023/3/28,4,I.BC衝擊現況,2023/3/28,5,BC衝擊現況,BC能源使用在運輸,石化業,住宅,及工業程序中迅速成長。燃燒產生大量污染。主要是二氧化碳,引起的氣候變化。BC能源影響特別在空氣污染。BC從1990年溫室氣體排放量 51.2 Mt成長到 1999年 63.4 Mt,增加近24%。但在京都議定書約束下,加拿大以1990為基準須

3、在2008-2012 間每年減少約6%的排放量。,2023/3/28,6,BC溫室氣體排放趨勢,很明顯BC的溫室氣體排放量逐年增加,2023/3/28,7,BC能源型式,在天然氣市場,加拿大的BC,及亞伯達,為世界第三大的主要生產。在石油方面也是第十大的生產者。由於加拿大有充裕的淡水河川系統使加拿大是世界最大水力發電者。BC是加拿大的能源主要的提供者。天然氣超過一半輸出到美國。BC約有15水力發電。在2000年BC水力產生了44800 GWh的水力發電，及買賣電力 27700 GWh，給亞伯達和美國市場。,2023/3/28,8,BC能源使用分佈圖,BC及加拿大的能源使用情況分佈,2023/3

4、/28,9,BC能源型態分佈,BC從1997到2015年所有的能源使用均是逐年增加的情況,2023/3/28,10,環境衝擊,1960年中,BC發展了一系列水力-電力系統計劃,這些建設使BC消費者享受較低的電價,但是並沒花費整治電力使用的生態後果。BC的氣候變化。在過去一百年間,海岸溫度增加了大約 0.6 度,內陸超過1度(均值)。使空氣污染增加外,也影響空污大氣疏散方式。死亡的數量增加。回顧加拿大10 年的研究資料發現在溫哥華,因空氣污染增加 8.3%。每年加拿大也有16,000人提早死亡。,2023/3/28,11,氣體電力消費的不確定性,北美天然氣買賣是無限制的市場。顧客可依用途,短期或

5、長期的合約購買天然氣。價格隨季節而產生變化,一年中每日變化範圍從$1.50 到$50(每十億焦耳)。而在BC,有定量的氣體燃燒的電力產生,電價格不受氣體價格而變動。價格的影響是因保險費價格。所以需要減少風險和增進價格穩定性的策略。BC水力的主要市場在加州西方。實際上,BC電力輸送至美國必須順從美國聯邦能源管理委員會(Federal Energy Regulatory Commission,FERC)命令。,2023/3/28,12,II.BC快速氣體發展(Rush to Gas),目前BC水力基於一系列的大水壩和存儲水庫,使目前水力發電產生大約 11,668MW。近年來BC水力會議中90%要求

6、燃燒氣體採用結合-循環發電廠(combined-cycle generating plants)的政策。BC水力在溫哥華島嶼建立兩個新 240 MW氣體燃燒發電機。將增加 BC 溫室氣體排放。而少見的聯合-循環氣體燃燒渦輪機(CCGT)電廠,需要專業技術人員,且操作困難,操作和保養昂貴,技術也未成熟。,2023/3/28,13,聯合-循環氣體渦輪發電機,聯合-循環氣體渦輪發電機(Combined-cycle gas turbines)是最近發展的電力生產方式。是基於航空噴氣發動機技術,獲得次要蒸汽單元大量排出的廢熱。用這個次要蒸汽來推動一個蒸氣輪機,在推動電力發電機。透過結合使用 Brayto

7、n 循環氣體渦輪機與 Rankine 循環蒸汽系統,熱效率能達到 50%-55%。除更高的熱效率外,它大大地減少燃料費用,且能快速和有效率建設(模組化)。,2023/3/28,14,CCGT的優勢(快速增加),因高熱效率,低的資本費用,靈活和快速的建設,引起電力公司,採納聯合-循環氣體渦輪機技術的意願增加。新動力超過111000 MW,主要由氣體燃燒的CCGTs產生。從 1980 到 1999,新 CCGT 電力在全世界（包含美,英,加拿大）增加 267,030 MW。氣體燃燒電力並未在京都之後在世界中減少,反是急劇增加。,2023/3/28,15,污染控制問題,聯合-循環的氣體渦輪機引起大量

8、的二氧化碳(CO2),為首要的溫室氣體。也引起和氮氧化物排放(NOx),一氧化碳(CO),不完全燃燒產物(PICs),硫氧化物(SO2 and SO3),和微粒(PM10和 PM2.5),及微量的重金屬和其他的污染物。對人類健康,動物和生態系統的是都有害的。“前端”NOx 控制技術包括注射水或蒸氣到燃燒區中。“末端”技術包括選擇性觸媒還原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)。雖然這每一系統可能是有效的,但都還是有花費高和燃料效率降低缺點。,2023/3/28,16,溫室氣體排放,雖然現在的CCGT的能將50%天然氣加熱成蒸汽,但氣體渦輪機燃燒石化燃料,產生二

9、氧化碳,為首要溫室氣體。且燃燒每一立方米的天然氣將引起1.9立方米的CO2。CCGTs 所排放氮氧化物(N2O)和甲烷(CH4)同樣也是溫室氣體。均以不同方式引起全球暖化。BC水電計劃到2010年將二個溫哥華島的CCGTs溫室氣體排放消減50%(300,000 公頓/年)。,2023/3/28,17,空氣污染與健康關係,1989 到 1992 之間,加拿大哮喘和其他的慢性呼吸問題增加60%,成為加拿大死亡主因第三位。主要的污染物有 NOx 和 SOx。次要污染物有臭氧(O3)的。降低肺臟功能,及呼吸困難。極小微粒對人類健康影響,比地表臭氧和所有其他空氣污染物更危險。CCGT產生嚴重環境衝擊影響

10、,尤其在溫度逆轉(temperature inversions)的氣象條件時。因此建設新氣體電廠,需使用最低可排放率(Lowest Attainable Emission Rate)來控制,但無法保證對人類健康或生態系統沒有影響。,2023/3/28,18,III.BC氣體發電機:衝突和爭論,2023/3/28,19,坎貝爾河ICP空氣污染,Campbell河位於溫哥華島嶼沿線和美國喬治亞海峽之間。含有鹽質微粒產生的 VOCs,與一些極小微粒。1998 年,Tyee Spit新監測站報告 PM10 超過 25 ug/m3,每年 8.8%。Campbell河ICP(Island Cogenera

11、tion Project)廠是一個聯合-循環的氣電共生單元提供BC水力基礎負載電力 245 MW。ICP 工廠燃燒天然氣時使用SCR控制不適當燃燒排放及使用水噴入減少 42ppm(80 mg/m3)NOx 輸出。,2023/3/28,20,BC阿爾伯尼港市電廠:群眾反應,1999 年8月提交,給EAO(Environmental Assessment Office),沒來自公眾的評論。冬天溫層逆轉暖化下層空氣。影響居民所以再幾次會議中,民眾還是壓倒性反對工廠計劃,阿爾伯尼港市委員因而不考慮此選擇。,2023/3/28,21,Sumas 2 污染和健康關係,Sumas 2 是一個660 MW的結

12、合-循環電廠。Sumas 一廠是1990年NESCO(National Energy Systems Co)所經營的120 MW電廠。1999 年1月華盛頓能源評估委員會(Energy Facility SitingEvaluation Council,EFSEC)許可建設 Sumas 2。2001年2月11人的 EFSEC 評論小組,認為無提出充足減緩環境影響技術及溫室氣體排放對策。因此加拿大公民,對此表達強烈反對。但美國拒絕此抗議繼續依照計劃進行。,2023/3/28,22,管理技術,BC對於CCGT的管理。首要在健康或生態的影響上需能達到BC省的標準。BC在 1975 年採用最佳可行控制

13、技術(BACT)策略。以確保新工廠污染控制合乎今日標準。BACT 顯得不充分,因為只是計劃方針,並沒立法,若能立法,政府可基於保護立場增加罰金及稅收處罰。也可運用最低可排放率(LAER)。但任何層級污染控制無法保證人類健康不受影響,目前管理控制似乎沒意識到這個事實。,2023/3/28,23,IV.BC 氣體能源市場的改變動力,2023/3/28,24,能源企業,在過去,大型中央發電廠場生的電力,以網路傳輸連接,送到指定的服務地區分配電力。獨占電力所有權,電力公司變成可控制民眾的使用。而氣體渦輪機技術發展改變此情況。由於它小且輕,相當低的成本與靈活性,允許新加入運作的公司使用較少的投資進入這市

14、場,而產生競爭。(Calpine 公司),2023/3/28,25,V.乾淨能源途徑:策略建議,2023/3/28,26,特定政策建議公眾利益付費,為確保能源保護效率利益,在電力或氣體的分配系統上利益收費。此已通過立法。相信能夠用這樣的一個收費產生省充分資金,來對特定效率投資評估。這程序遍及省提供最理想保護水準。,2023/3/28,27,增進住宅與商業建築能源效率,加拿大使用在建築物效率的 R-2000 和 C-2000 方法已成為省住宅和商業的建築物標準規範。能確保BC建築能源節省效率約35%-40%。減少對於天然氣的需求。BC鼓勵居家,商業建築更新,運用照明,通風,和室內的空氣品質的改進

15、產生利益。例如:多倫多高級建築,1996 年,467棟建築物已經式樣更新,每年節省$1900萬和減少 132,000 公頓溫室氣體排放。,2023/3/28,28,定期檢查主要器具更新工業設備標準,省政府需管理加拿大家庭器具效率,包含:創造並發展更有效率的設備標準,移除不利條件,增進能源效率水準。,2023/3/28,29,經濟手段,碳稅或鼓勵使用再生能源,將能源石化燃料的“外部”費用與市場價格整合,除去目前一些享有的不公平優勢。,2023/3/28,30,增加鼓勵再生能源,BC政府應該鼓勵發展低衝擊的再生能源電力,如風力,太陽能和地熱能。降低減少溫室氣體排放和其他的石化燃料發電空氣污染。,2

16、023/3/28,31,淨計量(Net Metering),淨計量(Net Metering)鼓勵顧客,如個人,機構,商業,或政府使用再生技術。發展小規模再生能源項目一個財政支援。對於再生能源的投資者提供誘因。使用類似能源效率機制。產生再生能源利益,減少空氣污染和溫室氣體排放,減少電力帳單。,2023/3/28,32,投資規範,投資規範,將再生能源的費用相等化;如:稅金折扣與設備補助機制,使再生能源成本合算且理想。,2023/3/28,33,電力氣體價格設計,價格設計,許多是針對消耗時間給予顧客定價。目前許多設計在經濟尺度上。電力現在的價格是隨著天然氣價格訊息傳達正確價格,使管道氣體需要量減到

17、最少。允許顧客在一個特定時期改變運用,當價格高時選擇其他能源減少他們的價格。避免昂貴的定價,2023/3/28,34,油與天然氣排放減量,油和甲烷氣能源燃燒均產生溫室氣體,為全球暖化主要貢獻者。BC減量,採用許多的方法。建議的工業改進方法包括：1.減少排放和修補,將滲漏數量減到最少。2.測試保養期收集工業廢氣。3.增加建築物,工業工廠操作的能源效率。4.抵制產生影響團體健康的排放物。,2023/3/28,35,交通:乾淨的選擇,BC,個人和商業的交通燃油使用產生空氣污染與溫室氣體。運用一些政策整合減輕環境衝擊,使溫室氣體緩和。如:增加各種形態的大眾運輸(BC渡輪和公共汽車)，鼓勵美國與加拿大的

18、政府改進汽車燃料效率標準。包括：1.經由數個公司結合,分配成為綜合運輸分發中心。2.在關鍵地區取消貨車使用交通公路建立新的短線鐵路。3.基於貨車行駛距離收取金額,或是燃料稅和其他相關費用。,2023/3/28,36,工 作,BC溫室氣體減量政策:1.增進住宅和商業建築能源效率。2.增加技術和專業人員。3.鼓勵工業設備流程,改善本身的研究與發展。4.提供BC公司創新技術。5.家庭和商業使用再生能源。6.維持發展高技術工作。,2023/3/28,37,結 論,加拿大願意批准京都議定書。表示肯定議定書大綱的目標及時間表。大致來說,BC還是頃向被動和遲鈍的策略方式。BC需加強能源和氣候政策,須全面發展新技術以維持氣候穩定,使人民的負擔及環境負荷降至最少。,2023/3/28,38,歡 迎 指 教,