固態廢棄物衍生燃料技術簡介
工研院能源與資源研究所副研究員 吳佩芬/研究員 葛家賢

前言
 
  廢棄物衍生燃料(Refuse Derived Fuel, RDF) 技術係為廢棄物經不同處理程序製成燃料的技術。其中的固態廢棄物衍生燃料(RDF-5)則是將廢棄物經破碎、分選、乾燥、混合添加劑及成型等處理過程,製成固態錠型燃料。RDF-5的主要特性為大小、熱值均勻(約為煤的2/3)、易於運輸及儲存,在常溫下可儲存6~12個月而不會腐敗,因此十分便於利用。可將其直接應用於的機械床式的鍋爐、流體化床鍋爐及發電鍋爐等,做為主要燃料或與燃煤混燒。
 
一、國外發展現況
 
  歐美各國在廢棄物衍生燃料應用上,主要是以RDF-2及RDF-3(僅將廢棄物破碎、分選)為主,而RDF-5的發展則以日本最為積極。日本政府因中小型焚化爐易產生戴奧辛及熱能無法回收利用的缺點,故鼓勵各地方政府設置或將老舊的中小型焚化爐改建為聯合處理方式的廢棄物衍生燃料的製造中心,並由國庫給予部份補助。日本在推動固態廢棄物衍生燃料的製造上,其時程約領先我國10餘年,目前已有40餘座RDF-5實廠正在運轉中,並將所製成的RDF-5運送至應用場所(如發電廠)利用。RDF-5的推行,除因其處理及應用方式可有效的做好資源與能源回收外,更因廢棄物製成燃料過程所產生的污染也較焚化少,使其遇到的阻力較焚化爐為小,其經驗值得我國借鏡。
 
二、國內發展現況
 
  能資所為有效因應我國垃圾性質,並建立本土化的固態廢棄物衍生燃料技術,於民國90年建造完成處理量200 kg/hr之RDF-5之先導型實驗工廠 (RDF-5製造系統如圖1所示),並已完成都市廢棄物及一般事業廢棄物(廢紙排渣)固態衍生燃料製造相關技術研究與測試,其中廢紙排渣製成之RDF-5熱值高達6,000kcal/kg,可直接應用於燃煤鍋爐或與煤混燒,未來並將持續進行多種一般事業廢棄物製成RDF-5之可行性評估。
 
  為使產出之RDF-5進行有效之後續應用,能資所亦將進行RDF-5與燃煤於大型鍋爐中混燒之研究,以降低二次污染物之排放,提升RDF-5製造技術,使其於能源、資源回收及環保的效益上具競爭優勢。
 
 
三、RDF-5的效益評估
 
1.能源效益
 
  我國廢棄物的能源回收,主要藉由鍋爐回收焚化爐廢氣中的熱能,回收效率較一般發電鍋爐為差;若將廢棄物先製成固態廢棄物衍生燃料,再應用於一般鍋爐或發電廠,即可有效提高廢棄物能源回收效率。
 
  目前,我國都市廢棄物處理仍以焚化為主,因此RDF-5製造廠的應用範圍侷限於偏遠地區。這些地區因運輸成本過高或因考量經濟規模,而無法在附近設立焚化爐。以我國每年垃圾產出量約1,000萬噸,以15%轉化率估算,約可替代46萬公噸之燃煤(約7億元新台幣之燃料費),預估可發電量約11億2千萬度電(145MW)。
 
2.環境效益
 
  將廢棄物製成RDF-5再加以應用,將可有效的回收能源,因此RDF-5系統的推廣符合我國能源有效利用的政策。然而在考量能源效益外,RDF-5對環境的衝擊將是另一重要的課題,表1就焚化系統與RDF-5系統對環境的相關效益做一比較,就表中分析,其環境效益較焚化系統優異許多。
 
3.經濟效益
 
  固態廢棄物衍生燃料製造系統以日本發展為主,迄今已有十餘年之經驗,其設置規模可因廢棄物產生量之大小而彈性調整,在日本已運轉之衍生燃料製造廠,每日可處理2.5∼225噸,每小時處理量1噸之設置成本約5~8億元日幣,而每噸操作成本約1~1.5萬元日幣。
 
  如以國產機器設備設置固態廢棄物衍生燃料製造系統,每小時處理1噸廢棄物之設置成本約5,000萬元;操作成本如以每日處理量28(4T/hr)之RDF-5製造廠估算,約為1,500元/噸,其中人事費、燃料費及機器設備維護費約各佔1/3,處理量增加時則可降低操作維護費。
 
  目前,一般事業廢棄物之代處理費每噸約1,500~3,000元,若依廢棄物製成衍生燃料依廢棄物的性質不同,其熱值約在3,500~6,000 kcal/kg之間,應用於工業鍋爐或發電鍋爐替代部分燃煤做為燃料,除可節省燃料費外,更可降低廢棄物代處理費用。
 
四、結論
 
  由上所述,固態廢棄物衍生燃料技術兼具環境保護、資源有效利用等優點,值得我國發展及推廣,以期能落實全國能源會議所決議推動的「促進能源多元化及開發新及再生能源」之行動方案,對我國能源及環境永續發展有所助益。
 
 
圖1 能資所以紙業廢棄物製成之RDF-5

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