环境能源与绿建筑报告课件.ppt

1、 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/91 British Columbia at the Crossroads:Clean Energy or More Pollution 學學 生生:邵邵 成成 麒麒 Chen-Chi,Shao授課教授授課教授:胡胡 子子 陵陵 博士博士 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/92 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 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/

2、12/93BCBC在在2121世紀世紀,召開討論會議討論會議,主要是對對2121世紀不同的能源型世紀不同的能源型態態所造成的區域污染及氣候變遷問題區域污染及氣候變遷問題進行討論。全球氣候變遷全球氣候變遷為本世紀的一項嚴重的問題,加拿大加拿大也將履履行京都議定書行京都議定書的內容。BC的溫室氣體排放量並未符合規定並未符合規定,但已開始著手降低已開始著手降低,不能再無視外部成本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,少有少有能真正解決環境問題的方法產生。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環

3、境研究所2022/12/94 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/95BC能源使用在運輸運輸,石化業石化業,住宅住宅,及工業程序及工業程序中迅速成長迅速成長。燃燒產生大量污染產生大量污染。主要是二氧化碳二氧化碳,引起的氣候變化氣候變化。BC能源影響特別在空氣污染空氣污染。BC從19901990年年溫室氣體排放量 51.2 Mt51.2 Mt成長到成長到 19991999年年 63.4 Mt63.4 Mt,增加近增加近24%24%。但在京都議定書約束下,加拿大以1990為基準須在須在2008-2012 2008-2012 間每年減少間每年減少約約6%6%的排放量

4、。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/96很明顯很明顯BCBC的溫室氣體排放量逐年增加的溫室氣體排放量逐年增加 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/97在天然氣天然氣市場,加拿大的BC,BC,及亞伯達及亞伯達,為世界第三大世界第三大的主要生產。在石油石油方面也是第十大第十大的生產者。由於加拿大有充裕加拿大有充裕的淡水河川系統的淡水河川系統使加拿大是世界最大水力發電者世界最大水力發電者。BCBC是加拿大的能源主要的提供者。是加拿大的能源主要的提供者。天然氣超過一半輸出到美超過一半輸出到美國國。BCBC約有約有1515水力發電水力

5、發電。在2000年BC水力產生了44800 44800 GWh的的水力發電水力發電，及買賣電力買賣電力 27700 GWh，給亞伯達和美國市場給亞伯達和美國市場。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/98BCBC及加拿大的能源使用情況分佈及加拿大的能源使用情況分佈兩者大部份能源使用在工業及交通方面兩者大部份能源使用在工業及交通方面 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/99BCBC從從19971997到到20152015年所有的能源使用均年所有的能源使用均是逐年增加的情況是逐年增加的情況 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資

6、源環境研究所2022/12/9101960年中,BCBC發展了一系列水力發展了一系列水力-電力系統計劃電力系統計劃,這些建設使BC消費者享受較低的電價享受較低的電價,但是並沒花費整治電力使用的沒花費整治電力使用的生態後果生態後果。BCBC的氣候變化。的氣候變化。在過去一百年間,海岸溫度增加了大約海岸溫度增加了大約 0.6 0.6 度度,內陸超過1度(均值)。使空氣污染增加空氣污染增加外,也影響空污大大氣疏散氣疏散方式。死亡的數量增加。回顧加拿大10 年的研究資料發現在溫哥溫哥華華,因空氣污染增加因空氣污染增加 8.3%8.3%。每年加拿大也有16,000人提早死亡。立德管理學院立德管理學院 資

7、源環境研究所資源環境研究所2022/12/911北美天然氣買賣是無限制北美天然氣買賣是無限制的市場。顧客可依用途,短期或長期的合約購買天然氣。價格隨季節而產生變化價格隨季節而產生變化,一年中每日變化每日變化範圍從範圍從$1.50$1.50 到到$50$50(每十億焦耳)。而在BC,BC,有定量的氣體燃燒的電力產生有定量的氣體燃燒的電力產生,電價格電價格不受不受氣體價格而氣體價格而變動。價格的影響變動。價格的影響是因保險費價格保險費價格。所以需要減少風險和增進增進價格穩定性價格穩定性的策略。BC水力的主要市場在加州西方加州西方。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美國聯邦能源

8、管理委員會(F Federal E Energy R Regulatory C Commission,FERCFERC)命令。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/912Rush to Gas目前BC水力基於一系列的大水壩和存儲水庫,使目前水力發目前水力發電電產生大約大約 11,668MW11,668MW。近年來BC水力會議中90%90%要求燃燒氣體採用結合要求燃燒氣體採用結合-循環發電循環發電廠廠(combined-cycle generating plants)的政策。的政策。BC水力在溫哥溫哥華島嶼建立兩個新華島嶼建立兩個新 240 MW240 MW氣體燃

9、燒發電機氣體燃燒發電機。將增加 BC 溫室氣體排放。而少見的而少見的聯合聯合-循環氣體燃燒渦輪機循環氣體燃燒渦輪機(CCGT)(CCGT)電廠電廠,需要專業需要專業技術人員技術人員,且操作困難且操作困難,操作和保養操作和保養昂貴昂貴,技術也未成熟技術也未成熟。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/913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基於航空噴氣發動機技術,獲得次要蒸汽獲得次要蒸汽單元大量排出的廢熱。用這個次要蒸汽來推推動一個蒸氣輪機動一個蒸氣輪機,在推動電力發電

10、機推動電力發電機。透過結合使用 Brayton 循環氣體渦輪機循環氣體渦輪機與 Rankine 循環循環蒸汽系統蒸汽系統,熱效率能達到 5050%-55-55%。除更高的熱效率高的熱效率外,它大大地減少燃料費用減少燃料費用,且能快速和能快速和有效率建設有效率建設(模組化)。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/914因高熱效率高熱效率,低的資本費用低的資本費用,靈活和快速的建設靈活和快速的建設,引起電力公司,採納聯合-循環氣體渦輪機技術的意願增加意願增加。新動力超過111000 MW,主要由氣體燃燒的主要由氣體燃燒的CCGTsCCGTs產生。從 1980 198

11、0 到到 1999,1999,新新 CCGT CCGT 電力在全世界（包含美電力在全世界（包含美,英英,加拿加拿大）增加大）增加 267,030 MW267,030 MW。氣體燃燒電力並未並未在京都之後在世界中減少,反是急劇增加反是急劇增加。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/915聯合-循環的氣體渦輪機引起大量的二氧化碳二氧化碳(CO2),為首要為首要的溫室氣體的溫室氣體。也引起和氮氧化物氮氧化物排放(NOx),一氧化碳一氧化碳(CO),不完全燃燒產物不完全燃燒產物(PICs),硫氧化物硫氧化物(SO2 and SO3),和微粒微粒(PM10和 PM2.5)

12、,及微量的重金屬和其他的污染物。對人類健康人類健康,動物和生態系統的是都有害的動物和生態系統的是都有害的。“前端前端”NOx 控制技術包括注射水注射水或蒸氣到燃燒區中。“末末端端”技術包括選擇性觸媒還原法選擇性觸媒還原法(Selective Catalytic Reduction,SCRSCR)。雖然這每一系統可能是有效的,但都還是有花費高花費高和燃料效率降低缺點燃料效率降低缺點。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/916雖然現在的CCGT的能將能將50%50%天然氣加熱成蒸汽天然氣加熱成蒸汽,但氣體渦輪機氣體渦輪機燃燒燃燒石化燃料,產生二氧化碳二氧化碳,為首

13、要溫室氣體首要溫室氣體。且燃燒每一每一立方米立方米的天然氣將引起引起1.91.9立方米的立方米的COCO2 2。CCGTs 所排放氮氧化物氮氧化物(N2O)和甲烷甲烷(CH4)同樣也是也是溫室氣體溫室氣體。均以不同方式引起全球暖化。BC水電計劃到20102010年將二個溫哥華島的年將二個溫哥華島的CCGTsCCGTs溫室氣體排放溫室氣體排放消減消減50%50%(300,000 公頓/年)。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/9171989 到 1992 之間,加拿大加拿大哮喘和其他的慢性呼吸問題哮喘和其他的慢性呼吸問題增加增加60%,60%,成為加拿大死亡主因

14、第三位加拿大死亡主因第三位。主要的污染物有 NOxNOx 和和 SOxSOx。次要污染物有臭氧次要污染物有臭氧(O(O3 3)的的。降低肺臟功能降低肺臟功能,及呼吸困難。極小微粒極小微粒對人類健康影響,比地表臭氧比地表臭氧和所有其他空氣污染物更危險更危險。CCGT產生嚴重環境衝擊影響嚴重環境衝擊影響,尤其在溫度逆轉溫度逆轉(temperature inversions)的氣象條件時。因此建設新氣體電廠建設新氣體電廠,需使用需使用最低可排放率最低可排放率(Lowest Attainable Emission Rate)來控制來控制,但無法保證對人類健康或生態系統沒有影響無法保證對人類健康或生態系

15、統沒有影響。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/918 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/919Campbell河位於溫哥華島嶼沿線和美國喬治亞海峽之間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鹽質微粒產生的 VOCsVOCs,與一些極小微粒極小微粒。1998 年,Tyee Spit新監測站報告新監測站報告 PMPM1010 超過超過 25 25 ugug /m3/m3,每年 8.8%。Campbell河ICP(Island Cogeneration Project)廠是一個聯合-循環的氣電共生單元提供供BC

16、BC水力基礎負載電力水力基礎負載電力 245 MW245 MW。ICP 工廠燃燒天然氣時使用使用SCRSCR控制不適當燃燒排放控制不適當燃燒排放及使用水噴入減水噴入減少少 42ppm(80 mg/m3)42ppm(80 mg/m3)NOxNOx 輸出。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/9201999 1999 年年8 8月提交月提交,給給EAO EAO(Environmental Assessment Office),沒來自公眾的評論沒來自公眾的評論。冬天溫層逆轉暖化下層空氣冬天溫層逆轉暖化下層空氣。影響居民所以再幾次會議中再幾次會議中,民民眾還是壓倒性反對

17、工廠計劃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。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/921Sumas 2 是一個660 MW660 MW的結合-循環電廠。Sumas Sumas 一廠是一廠是1990年NESCO NESCO(National Energy Systems Co)所經營的所經營的120 MW120 MW電廠電廠。1999 年1月華盛頓能源評估委員會華盛頓能源評估委員會(Energy Facility SitingEvaluation Council,EFSEC)許可建設許可建設 Sumas 2 Sumas 2。2001年2月1

18、1人的 EFSEC 評論小組,認為無提出充足減緩認為無提出充足減緩環境影響技術及溫室氣體排放對策環境影響技術及溫室氣體排放對策。因此加拿大公民因此加拿大公民,對此表達強烈反對表達強烈反對。但美國美國拒絕此抗議繼續依照計劃進行繼續依照計劃進行。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/922BC對於CCGT的管理管理。首要在健康或生態的影響上需能達到首要在健康或生態的影響上需能達到BCBC省的標準省的標準。BC在 1975 1975 年採用最佳可行控制技術年採用最佳可行控制技術(BACT)(BACT)策略策略。以確確保新工廠污染控制合乎今日標準保新工廠污染控制合乎今日

19、標準。BACT 顯得不充分不充分,因為只是計劃方針計劃方針,並沒立法立法,若能立法,政府可基於保護立場增加罰金及稅收增加罰金及稅收處罰。也可運用最低可排放率最低可排放率 (LAER)(LAER)。但任何層級但任何層級污染控制無法保證人類健康不受影響無法保證人類健康不受影響,目前目前管理控制似乎沒意識到這似乎沒意識到這個事實個事實。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/923 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/924在過去,大型中央發電廠場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。獨占電力所有權獨占電力所

20、有權,電力公司變成電力公司變成可控制民眾的使用可控制民眾的使用。而氣體渦輪機技術氣體渦輪機技術發展改變此情況。由於它小且輕小且輕,相當低相當低的成本與靈活性的成本與靈活性,允許新加入運作的公司使用較少的投資進較少的投資進入這市場入這市場,而產生競爭。(Calpine 公司)立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/925 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/926為確保能源保護效率利益確保能源保護效率利益,在電力或氣體的分配系統上利在電力或氣體的分配系統上利益收費益收費。此已通過立法。相信能夠用這樣的一個收費產生產生省充分資金省充分

21、資金,來對特定效率投資評估。這程序遍及省提供提供最理想保護水準最理想保護水準。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/927加拿大使用在建築物效率的加拿大使用在建築物效率的 R-2000 R-2000 和和 C-2000 C-2000 方法已方法已成為省住宅和商業的建築物標準規範成為省住宅和商業的建築物標準規範。能確保BC建築能源節節省效率約省效率約35%-40%35%-40%。減少對於天然氣的需求。BC鼓勵居家,商業建築更新更新,運用照明運用照明,通風通風,和室內的空氣品和室內的空氣品質的改進質的改進產生利益。例如:多倫多高級建築,1996 年,467棟建築物已

22、經式樣更新,每年節省$1900萬和減少 132,000 公頓溫室氣體排放。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/928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創造並發展更有效率的設備標準的設備標準,移除不利條件移除不利條件,增進增進能源效率水準。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/929碳稅碳稅或鼓勵使用再生能源用再生能源,將能源石化燃料的“外部外部”費用費用與市場價格整合與市場價格整合,除去目前一些享有的不公平優勢不公平優勢。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/930BC政府應

23、該鼓勵發展低衝擊的再生能源電力再生能源電力,如風力如風力,太太陽能和地熱能陽能和地熱能。降低減少溫室氣體排放和其他的石化燃料發電空氣污染。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/931(Net Metering)淨計量(Net Metering)鼓勵鼓勵顧客,如個人,機構,商業,或政府使用再生再生技術。發展小規模再生能源項目一個財政支援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使用類似能源效率機制。產生再生能源利益產生再生能源利益,減少空氣污染和溫室氣體排放,減少電力帳單。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究

24、所2022/12/932投資規範,將再生能源的費用相等化將再生能源的費用相等化;如:稅金折扣稅金折扣與設備補補助助機制,使再生能源成本合算且理想。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/933價格設計,許多是針對消耗時間給予顧客定價給予顧客定價。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最少。允許顧客在一個特定時期改變運用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 立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/934油

25、和甲烷氣能源燃燒均產生溫室氣體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全球暖化主要貢獻者者。BC減量,採用許多的方法。建議的工業改進方法包括建議的工業改進方法包括：1.1.減少排放減少排放和修補修補,將滲漏數量減到最少滲漏數量減到最少。2.2.測試保養期收集工業廢氣保養期收集工業廢氣。3.3.增加建築物增加建築物,工業工廠操作的能源效率能源效率。4.4.抵制產生影響團體健康的排放物團體健康的排放物。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/935BC,個人和商業的交通燃油使用產生空氣污染與溫室氣體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

26、境衝擊整合減輕環境衝擊,使溫室氣體緩和。如如:增加各種形態的大眾運輸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政府改進汽車燃料效率標準改進汽車燃料效率標準。包括：1.經由數個公司結合數個公司結合,分配分配成為綜合運輸分發中心。2.在關鍵地區取消貨車取消貨車使用交通公路建立新的短線鐵路建立新的短線鐵路。3.基於貨車行駛距離收取金額行駛距離收取金額,或是燃料稅和其他相關費用或是燃料稅和其他相關費用。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/936BC溫室氣體減量政策溫室氣體減量政策:1.1.增進增進住宅和商業建築能源效率能源效率。2.2.增加技術和

27、專業人員增加技術和專業人員。3 3.鼓勵工業設備鼓勵工業設備流程,改善本身的研究改善本身的研究與發展。4.4.提供提供BCBC公司創新技術公司創新技術。5.5.家庭和商業使用再生能源再生能源。6.6.維持維持發展高技術工作高技術工作。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/937加拿大願意批准京都議定書。表示肯定議定書大綱的目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標及時間表。大致來說,BC還是頃向被動和遲鈍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。立德管理學院立德管理學院 資源環境研究所資源環境研究所2022/12/938