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热电材料是一种可以直接在热能与电能之间做固态能量转换的一种材料,热电发电的原理就是透过在两种不同材料界面间之温度差而产生的电动势,形成一股电流,可直接将热能转换成电能。热电发电的特色有:设备简单、维护成本低、无传动件、无噪音、无排放污染、安全可靠、寿命长、不需维修、适用狭小受限空间场所、不受天候影响可24hr运作等优点,可应用于500℃以下之废热能源回收,弥补汽电共生系统之不足,热电发电系统之规模具有高度组合弹性,可由几瓦至几佰万瓦等级。
响应政府节能减碳政策,减少工业废热排放及能源再利用,中钢公司目前于一座热轧加热炉壁上所建立之200W级「加热炉壁热电发电示范系统」(如照片所示),为全国第一套工业废热回收热电发电系统应用实例,乃是利用加热炉内(约1300℃)在加热钢品过程中因热能逸散而传递至炉壁之100℃废热来发电应用,此套热电系统已上线运转近二年时间且持续稳定运转发电中。此热电系统共装设216片热电模块,总安装面积为5m2,热端平均温度为115℃、冷端平均温度为33℃、 温差为82℃,系统总发电量为200W,平均发电密度为40W/m2
目前热电发电在工厂废热利用技术仍在发展中,仍未达商业化阶段,主要是热电转换效率仍低、成本仍偏高,但预计2015年左右系统热电转换效率可达7%以上、模块发电成本可降至2US$/W,可望成为具普及应用潜力的废热回收技术。
 
为配合经济部与环保署CCS(Carbon Capture and Storage)发展策略,中钢公司建立了经济部CCS研发联盟唯一CO2捕捉示范工场,配合该研发联盟及能源国家型计划之需求,进行相关技术研发工作。本套CCS Pilot Plant系由亚颀公司负责建造,民国98年12月完成组装及交货,组装后之CCS Pilot Plant设备,安装于本公司三号高炉热风炉烟囱北侧,其外观如图1所示。

本套CCS Pilot Plant主要由三个部份所组成:


A. 废气前处理
本步骤主要是将废气先去除其不纯物(例如Dust等)、降温至有利于吸收之温度(约55℃以下)。
B. 吸收
此部份为本Pilot Plant之主体,将排气中之CO2予以捕捉下来,含CO2之吸收剂再送往再生塔(或称汽提塔,Stripper)再生。
C. 再生
已捕捉CO2之吸收剂,在此升温,将含在吸收剂之CO2赶出来,让吸收剂再送回吸收塔循环使用。
中钢CCS Pilot Plant具备Demonstration用途、可用于探讨不同操作参数对二氧化碳捕捉效率之影响测试、具备连续及稳定操作运转等功能。因而,必须使用已成熟之技术,经过研讨后,乃决定使用已有多年商业化运转之化学吸收法且使用Amines为吸收剂,做为CCS Pilot Plant捕捉技术。经实地运转测试改善后,本CCS Pilot Plant每天二氧化碳捕获量可捕捉100 kg ,其二氧化碳捕捉效率达95%以上。
 
植物能藉由行光合作用将二氧化碳转换为碳氢化合物,因此种树减碳是大家耳熟能详的美事,但是受限于土地,种树减碳还是有所限制。有别于种树,微藻繁殖速度快,其单位面积之碳捕捉能力可为树木之10倍以上,因此微藻养殖在单位面积上具有更高之减碳效果。此外,中钢公司烟道废气中的二氧化碳更能有助于微藻快速繁殖,有效增进减碳效益。而除了可以减少温室气体排放之外,微藻繁殖生成之生质更具有广泛应用之潜力,例如生产生质能或化学品等。

目前中钢公司与成功大学化工系及交通大学生科系已合作建立0.6公吨管式与0.6公吨袋式微藻养殖光合反应器,并进行相关操作参数研究,后续中钢公司将持续开发半自动化废气养藻固碳、收成及藻体应用等之整合系统,朝大型商业化规模迈进。