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【島的名片】「朗」有情,推動地熱發電一片天!

2018/11/07 |採訪撰文:謝惠子 點閱人次: 28

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ORC機組
圖片提供╱工研院

「不是一次就要跳得遠,而是要像小孩子一樣先玩一玩小模型,然後慢慢加大調整。在這個成長調適過程中,每個環節還要生出對應的產品來。」從做中學來調整國產有機朗肯循環機組(Organic Rankine Cycle, ORC)的適用門檻,就是工研院將「朗肯循環」運作逐步推向地熱發電的重要關鍵!


先做工業餘熱,再到攫取地熱資源

標識「經濟部能源局」和「工業技術研究院」字樣的「有機朗肯循環發電機組(Organic Rankine Cycle, ORC)」,像極了日本動畫大師宮崎駿筆下的「霍爾的移動城堡」,能夠不斷將地球火熱的心轉換成電能。

「工研院自行研發ORC機組的基礎其實來自於海洋溫差發電,當年開發時機點剛好有人在拉深層海水管線,可以將低溫海水提上來,所以就在台肥進行了利用低溫海水與表層海水溫差的發電試驗。」工研院綠能所資源應用技術組顏志偉組長娓娓道來。可是團隊發現,海洋溫差發電機組必須做到20MW的量能才具經濟效益,經過研商後決定轉向,希望從1kW的容量基礎重新打底。

這並非否定台灣發展海洋溫差發電的可行性,而是覺得發展過程不太可能從1kW突然提升到20MW,必須建立階段性的相對應產品,並考量應用場域的問題。顏組長表示:「工研院以輔佐產業節能為主,我們發現工業製程的末端還有低溫餘熱可以處理再利用,所以餘熱回收發電成了ORC技術的二次試煉舞台。」

於是ORC機組在工業廠房裡成長至300kW的量能,而且是熟成到能夠客製化的地步;只要前端是熱源或熱水,後端的ORC機組基本上都能順利搭配,應用相當廣泛。可是要再往上擴增為500kW容量時,國內的適用場域在哪裡?顏組長說:「工業廢熱處理並不需要這麼大的設置規模,很幸運地在經濟部與能源局的支持下,地熱發電試驗讓ORC有機會再次轉換跑道。」

不過協助地熱發電可沒那麼簡單,顏組長解釋:「因為工廠所有的環控細節都已可視化,只要配合廠內的相關規範,就可以將一台台餘熱處理的ORC機組客製化產出。反觀地熱,僅是熱汽溫度、流量的多寡就非常多變,加上國內並無地熱發電商轉實例,所以ORC運用在地熱發電是不小的挑戰。」

以去年(2017)工研院在宜蘭清水進行地熱連續試運轉的經驗來說,ORC機組的運作條件設定都是以實驗室為基準,然後隨著突發狀況而應變,例如忽然沒水了!這時機組將自動轉入類似休眠或低運轉狀態,以免多次開機又復機導致機組受損。顏組長笑說:「一切就是做中學,慢慢去調整門檻值要如何設定比較妥當,並搭配環控系統,讓機組可以穩定發電。」

可喜的是,這套國產國造的ORC技術即將應用在綠島地熱發電的試驗計畫上。「台灣的地熱資源可能不是每一處都是高溫狀態,也可能是混雜性的低溫呈現,利用過去ORC在工業界進行低溫回收的優勢,進階使用在推動地熱發電上,應是適合台灣地質特性的在地化使用。」顏組長也期盼,地熱的這一步可以支持ORC再度走向海洋溫差發電。

延伸閱讀:ORC",好裝備,從此廢熱不浪費

圖片提供╱工研院


關鍵字:ORC,有機朗肯循環發電機組,工研院

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