沼氣再生能源開發計畫--沼氣純化發電、生產生質柴油及氫氣製造(I)

Abstract

如何利用台灣蘊藏之再生能源及適時發展新能源是目前發展能源之政策，而台灣現有大量廢棄物所衍生之龐大沼氣，正為目前極為可行之利用標的。然而受限於沼氣純度與後端產電技術，使得此生質能源無法被高度利用。因此，子計畫一以去除沼氣中會嚴重影響發電之硫化氫來提高直接發電效率為目標，目前生化沼氣純化技術，國內外皆無相似程序或系統被應用，因此發展這些技術將可使沼氣利用及發電技術居於領導地位。特別是本研究團隊過去以生物除硫有豐富經驗，應能突破現有技術瓶頸，並配合成員中化學觸媒及機械能源領域的專長，完成沼氣發電、燃料電池低溫觸媒與生質柴油開發之研究。子計畫二將進行以高脂藻類生產生質柴油原料並進行二氧化碳之減量研究，在藻類培養過程中，能有效利用電廠發電所產生的二氧化碳，再循環利用礦物燃料燃燒所浪費的碳源能量，並且藻類由油脂可作為柴油發動機能源來源的一種極佳新選擇。本第子計畫的目的在開發一個在實驗室已獲專利的低溫製程，有效率利用醇類、甲烷（子計畫一）及生質柴油（子計畫二）等生質燃料的產物當原料，來生產燃料電池所需要的氫氣。本研究將製備金屬催化劑，對不同的有機化合物進行重組反應，生產含氫量高的燃料氣體（HRG）。計畫的目標是找出低的反應溫度下(TR)，具有高轉換率(CROH)及氫氣選擇率(SH2)的優良催化劑，製作出價廉，效率高，且可直接與PEMFC配合的氫氣發生器。在子計畫四，將子計畫一以純化沼氣去除硫化氫所獲得的低熱值甲烷作為燃料，以一已開發完成的燃油氣渦輪引擎作為載具，將其以燃油為燃料的燃燒室(Burner)重新改裝成為適合低熱值生質能氣體燃料之微渦輪引擎燃燒系統（MGT），然後再根據此燃燒動力系統性能來進行後段發電系統的設計與建立，完成一低熱值生質能汽電共生系統的建立與實場示範操作，以作為未來分散發電的選擇之一；另外將子計畫二所產生的生質柴油進行油品性質、規格及性能測試以確認其實用性；並協助子計畫三建立相關的自動控制回饋系統；並整合子計畫一、二及三的成果，進行和其他再生能源系統整合的可行性分析。