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固體再生燃料SRF,處理垃圾和減碳真能一舉兩得?

113/08/30 瀏覽次數 2259

很多人可能有過這樣的經驗:幾天沒倒垃圾,垃圾堆積如山,造成臭氣沖天、環境髒亂、蚊蠅變多等困擾。對一般家庭來說,只要再把垃圾丟掉就好,不算大問題。但是對政府或大型工廠,垃圾若是大量堆積,到後來真的會變成一座山。近年臺灣推廣的「固體再生燃料」(solid recovered fuel, SRF)是否可以解決廢廢相連到天邊的問題?有人認為 SRF 還有助於減碳,又是怎麼回事呢?

固體再生燃料(solid recovered fuel, SRF)

「固體再生燃料」(solid recovered fuel, SRF)是從經過處理的廢棄物中,取得可燃成分作為燃料。圖片來源:jittaya kantasuk/shutterstock.com

 

廢棄物反正都要燒掉,不如充分利用餘熱

SRF 就是從經過處理的廢棄物中,取得可燃成分作為燃料。國立高雄科技大學海洋環境工程系的王琳麒教授,近年對此投入不少心力。

燒 SRF 可以發電,有人好奇,這和以前焚化爐燒垃圾發電有什麼差別?王琳麒教授解釋,一般焚化爐對焚燒的內容物沒有太多要求,SRF 卻有明確規範,廢棄物需要初步分選,將可以再利用的金屬等成分挑出,再選出性質均勻的原料製成燃料。如此一來,不但能回收各種資源,還能提高燃燒效能。

然而王琳麒教授指出,由於燃燒材料不同,適用 SRF 的鍋爐、導致的污染及管制也和過往有別。例如設計用於燒煤炭的鍋爐不見得適合 SRF,因為煤炭可磨成粉煤,SRF 的顆粒卻更大。

另外某些燃燒條件更容易產生戴奧辛、重金屬這些有害物質。因此能用於燃燒 SRF 的鍋爐需有其條件限制,可能必須改裝舊鍋爐,也需要有相對應之空氣污染防制設備,以減少戴奧辛等有害物質的排放。

 

怎麼解決戴奧辛問題?

SRF 很容易與「戴奧辛」問題連結,這正好是專精於「燃燒系統」(combustion system)的王琳麒教授專業。他解釋,廢棄物的戴奧辛來源有不同原因,一類是垃圾中本來就含有戴奧辛,或容易產生戴奧辛的氯成分,燃燒後未被完全破壞,而繼續留在灰燼中,或從廢氣排出至環境,例如 PVC 塑膠。這正是為什麼,廢棄物要經過分選才能製成 SRF。

戴奧辛另一大來源是燃燒的產物,一些成分在高溫燃燒不完全,或是相對低溫的狀態下可以產生戴奧辛。SRF 會面臨的具體問題是,某些鍋爐設計用原本的燃料沒有問題,但是未經良好分選之 SRF,因為含有不適燃的成分和燃燒狀態改變,才會燒出戴奧辛。臺灣常見做法是用集塵器加活性碳捕捉,避免戴奧辛經由煙氣排至大氣。可是這種處理方式並沒有破壞有毒的戴奧辛,燃燒所產生的飛灰也難以資源再利用。

王琳麒教授認為亡羊補牢的效果有限,最有意義的解決辦法是一開始就避免戴奧辛生成。除了焚化經過良好分選之 SRF 之外,一大要點是重視鍋爐的操作,盡可能讓燃燒完全。只要操作得當,可以大幅降低戴奧辛生成的機會,省去後續麻煩。

另一個方向是抑制戴奧辛在燃燒系統中生成,例如產生戴奧辛的化學反應,過程中的催化劑可以被胺類抑制。王琳麒教授自己的研究發現,聚氨酯床墊內含有胺類,加入一部分廢棄床墊的泡棉作為 SRF 成分,便能避免戴奧辛生成。

 

轉廢為能:垃圾減量,減少排碳

即使面臨各種困難,在現今的臺灣推動 SRF 依然有其重要意義,王琳麒教授解釋有兩大目的。第一,如今臺灣許多焚化爐老化,而且專用於事業廢棄物的焚化爐較少,需要用一般焚化爐處理事業廢棄物,所以廢棄物處理確實有迫切需求。

從廢棄物再利用的比例來看,臺灣現今成效已頗為可觀。根據環境部的資料,民國 110 年臺灣一般廢棄物約 1,000 萬公噸,回收率 62.5%;事業廢棄物約 2,000 萬公噸,再利用率則高達 85%。可是即使儘可能回收所有資源,依然有些無法再利用的廢棄物;雖然無法再利用,如果可以變成燃料,燃盡最後的價值,也達到垃圾減量之目的。

第二,將廢棄物製成 SRF 替代煤炭為燃料,也能減少排碳,特別是鍋爐相關產業。SRF 的成分根據廢棄物來源差異有別,不過通常內含不少適合燃燒的碳氫化合物。

可是王琳麒教授也提醒,再怎麼說 SRF 依然是用於燃燒,所以最終的減碳效果不一定那麼理想。不論如何,「轉廢為能」都是 SRF 追求的主要目標。

 

飛灰與底渣,廢物也能化為資源

燃燒勢必涉及污染問題,作為燃料的 SRF 也不例外。王琳麒教授解釋,燃燒會產生三類產物:廢氣、飛灰、底渣。廢氣是燃燒造成的氣體;飛灰是燃燒時產生的細微顆粒,可以用空污防制裝置捕捉,避免飄出污染環境;底渣則是燃燒後留在焚化爐床的物質。

如果將燃燒後飛灰加入固化劑,做成水泥塊掩埋,依然要佔用空間,也會消耗有用的材料與能量,不夠理想。

更環保的處理方式是設法再利用,將捕捉到的飛灰以及留在爐中的底渣,轉化為可以再利用的資源。這也是 SRF 在燃料角色外的另一個重要方向。

目前臺灣的發展狀況是:底渣再利用比較成功,飛灰需要更多努力。燃燒廢棄物可以再製成磚塊、混凝土、耐火材料、陶瓷等產品。不同的 SRF 成分有別,衍生的飛灰與底渣也不一樣。

王琳麒教授舉例,鋼筋混凝土就會比較擔心氯腐蝕鋼筋的問題,除了重視 SRF 一開始之氯含量外,焚化產生的灰渣也可經水洗去除氯離子,增加後續灰渣的再利用性。

 

 

SRF 的減碳效果怎麼計算?

考慮不同面向,可以想像 SRF 與減碳的關係是複雜的問題。首先,人類耗費資源製成產品,產品又淪為垃圾。接著垃圾經過處理變成 SRF,成為燃料。最後,燃燒後灰渣又有不同處理方式,有機會轉為新的資源。

在作為燃料的階段,SRF 的減碳效果取決於替代什麼燃料。而燃燒後灰渣怎麼處理,更會大大影響減碳的結果。

假如直接做成封存的水泥塊,還要耗費能源與資源,減碳效果也就沒那麼好。如果可以製成混凝土等產品,減少排碳大戶水泥的生產,無疑能更大幅度的減碳。因此 SRF 對減碳的幫助,其實有很多可以發揮與改善的空間。

相比於家庭垃圾,SRF 對事業廢棄物的意義更大。部分較難再利用的事業廢棄物,若能製成 SRF 取代煤炭,不但能用於發電、回收資源能源、節省空間、減少排碳,又能避免煤炭燃燒的硫氧化物與汞污染,可謂一舉多得。在臺灣推廣 SRF 需要學術界與產業界合作,追尋更有效,能解決實際問題的方案。

 

 

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