正確的減碳觀念與做法

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  自從COP26英國格拉斯哥會議決議必須將全球溫室氣體排放量在2030年之前達到減半目標,且能在2050年達到淨零排放目標開始,對企業未來的營運已造成更多的不確定因素與風險。

  我國金管會也於2022年3月3日宣布正式啟動「上市櫃公司永續發展路徑圖」,並於公司治理3.0-永續發展藍圖規劃中,要求實收資本額達 20 億元之上市櫃公司於2025年必須編制和申報永續報告書,並依照公司資本額的大小分階段要求企業進行溫室氣體盤查工作,以因應國際趨勢。

  除此之外,國際主要品牌廠商諸如APPLE、HP、亞馬遜、Nike、P&G等紛紛提出碳中和目標,要求供應鏈做出氣候承諾,以迎向2050年達到產品淨零排放目標,而此狀況於2022年11月今周刊〈小台廠的減碳追殺令〉一文的報導中客戶的信件說明:「希望合作夥伴,可以響應2030減碳的目標,亦即在2030年前,範疇一和範疇二應減少50%,範疇三減少15%,請貴司提供2030年的減排目標。」即可看出目前企業需面對有關減碳的重要性及急迫性。

  在這種情勢下,節能減排已成為企業未來必要完成的項目,然而企業真的知道要怎麼做嗎?除了有足夠資源的大型企業外,相信絕大部份的中小企業仍然陷於一大堆的減碳的專業名詞、系統名稱、規範、查證方式…等等知識之中,甚至已有被不良輔導顧問公司錯誤引導的狀況,而產生不必要的損失。

  在這種狀況下,經濟部產業發展署也於今年全力透過人培課訓向企業廣為宣傳正確的知識與減碳方向,首要之事當然就是企業主要先有正確觀念,並先為企業進行ISO 14064-1(溫室氣體盤查),以掌握廠內現有的碳排狀況與碳排熱點,再進行必要的減碳改善工作。

  因為單純僅做溫室氣體盤查是不足的,減碳最重要的工作仍在於企業實際減排上,當然目前國際已有出台如ISO 14064-2(溫室氣體排放減量)、ISO 14067(碳足跡)、ISO 50001(能源管理系統)、SBTi(科學基礎減量倡議目標)等等的做法,但如何實踐仍讓企業傷透腦筋不知如何下手。

  雖產業發展署也透過中小型製造業低碳及智慧化升級轉型補助方案,引導企業朝向燃料替代(燃油燃煤改燃天然氣、再生燃料)、能效提升(建置能源管理系統,導入高效率節能技術與設備、智慧化能源管理資通技術)及製程改善(新製程技術導入、設備改善與汰舊換新,進行低碳生產技術應用評估與成本效益分析)等3個重要方向,透過補助來引導企業朝向正確的減碳方向前進。

  但如企業無整體系統減碳的思考模式,就會容易落入僅使用燃料替代或設備改善與汰舊換新等二個方案來實施減碳,即會失去整體系統減碳的機會,故除上述的做法外,以下將就企業幾個重要節能減排系統的優化方式進行分享,以期讓企業能掌握更多重點,在此議題的發展過程中找到協助企業的最佳解方。

  經生產力中心與專家們進行研討後,針對企業於節能減排系統的優化上,重點可分為6大系統來進行檢視,包含馬達/變頻器、空氣壓縮機系統、空調系統、照明系統、電力需量估算及鍋爐系統等部份。

  其中照明系統、電力需量估量因企業已有清楚的檢視方式並有明確的改善方式故於此不多做論述,而鍋爐系統則因範圍廣、應用層面多且因應產業專業有不同設計方式,需委由專家處理,故建議在不大幅改造的前提下,建議企業可先朝向燃料替代方向優化即可,其餘3個系統優化建議詳述如下:

一、馬達/變頻器系統優化建議

  1. 馬達(泵浦)主要的節能方式即為加裝變頻器來做為主要的方式,但應用前首先需確認目前馬達是否已為採用IE4等級效率之產品,如是,則原則上不需加裝變頻器,如否則可列入優化方案。
  1. 變頻器種類如下架構所示,使用變頻器前需先確認此馬達是否有「改變速度」或「節約能源」的需求,如有,則變頻器就是最佳的選擇,再選擇能合適馬達運作的變頻器型號即可節能。

  1. 馬達/變頻器系統診斷重點與方式:
  • 對馬達30馬力以上,且未使用變頻器潛在設備盤點。
  • 現已使用之變頻器使用在何處?是否符合馬達的節能需求進行評估。
  • 量測馬達現有的運作波型並評估現有馬達的負載量是否經濟,如是,則可從現有變頻器廠商資料中找到合適之變頻器進行安裝後節能。

二、空氣壓縮機系統優化建議

  1. 空氣壓縮機種類如下架構所示,各類空氣壓縮機皆有其優/缺點,企業需依其需求來進行挑選比較。

  1. 系統設備規劃項目與檢視重點:
  • 產氣系統:需檢視空壓機形式、負載管理。
  • 儲氣系統:需檢視空氣桶大小、配置、配管方式。
  • 後處理系統:需檢視乾燥機、過濾器的選用與露點節能控制方式。
  • 管路系統:需檢視管路流速、管路壓降、管路配置形式及有無洩漏狀況。
  • 環境系統及其它:需檢視設置地點環境通風、設備擺放、冷凝物排放位置與有無無耗氣自動卻水器建置等項目。
  • 設備管理:有無建置SCADA / DCS、雲端監視等管理方式。
  1. 空氣壓縮機節能方向:
  • 提升空壓機效率。
  • 降低機房與系統上壓縮空氣之洩漏。
  • 降低系統運轉壓力。
  • 變頻器使用。
  • 降低送阻力。
  • 提升冷卻效率評估熱能回收。
  • 降低使用端之不當排氣。
  • 停機時間設定關閉或其他輔助設備使用。
  • 自動控制(IoT)應用。
  • 保養管理落實,包含油/水操作與濾網更換。

三、空調系統優化建議

  1. 空調系統種類:冰水主機種類依其壓縮機型式可區分如下架構圖所示,各類空調系統型式皆有其優/缺點,企業需依其需求來進行挑選比較。

  1. 中央空調系統循環原理,主要可分為空內送風循環、冰水循環、冷媒壓縮循環、冷卻水循環及室外冷卻空氣循環等5個迴路系統所組成,並依據室內空間的需求來調整空氣流量、冰水流量與冷媒流量來滿足室內空調的需求。
  1. 空調系統各迴路系統設計之節能方向:
  • 選用高效率之水泵。
  • 室內風機-選用高效率之風機。
  • 冷房負荷、空氣系統需求計算:
  • 空調冷房負荷計算,是以每年最熱時段之數據計算。
  • 空調設備之選用,是以最大冷房負荷選用。
  • 空調冷房負荷是隨時變化的,每年最大負荷出現時間平均約為3%,其餘時間均為部分負載狀態。
  • 壓縮機均需配裝自動容量控制設備(加載、卸載機構),調節設備之能量與部分負載狀態之負荷相匹配。
  • 壓縮機卸載時,其他附屬設備(循環水泵、空調箱風機、冷卻塔風機等轉動機械)可依操作條件配合降低轉速,節省耗能。
  • 冰水系統-冰水主機耗能最高,建議更換符合負載需求之高效率冰水主機。
  • 冷卻水系統節能措施:
  • 提升冷卻水塔的運轉效率。
  • 協調冰水機與冷卻水塔以獲得最佳的運轉方式。
  • 裝場地應選擇通風良好及空氣清淨之地。
  1. 空調系統節能與運轉策略:
  • 適時調升冰水主機運轉設定溫度(夏冬可設定不同溫度)。
  • 優先運轉高效率冰水主機(應用歷史資料分析)。
  • 避免冰水主機低負荷運轉。
  • 泵浦流量避免過大設計。
  • 區域冰水泵壓差安裝的位置及合理的壓差設定值。
  • 定期進行冰水管路TAB(TEST,ADJUST & BALANCE)。
  • 合理調降冷卻水設定溫度。
  • 適時調高環境設定溫度並引進適當的外氣量。
  • 備用空調箱(壓縮機)並聯平行運轉。
  • 減少排氣系統的冷房損失。
  • 資通訊科技(ICT)運用與節約能源自動排程起停(AI應用)。

  綜上重點說明3大系統的種類、系統結構、節能方向與維運重點,相信各位已有初步了解,從中我們也可看到節能減排並不是單純的設備汰舊換新而已,其中還需考慮到幾大系統的整合規劃,更進一步可以用設計的概念來讓企業找出系統可節能的重點項目,並在符合企業投資報酬率(ROI)的條件下,以最經濟有效的方式進行節能減排的工作,發揮出最大的成效。

  尤其COP 28剛於杜拜落幕,並歷史性的將化石燃料未來的發展方向寫入結論,各國一致同意「以公正、有序且公平」的方式「脫離」化石燃料,以符合科學的方式在2050年達成淨零碳排,如此也代表著此議題已是全世界的共識,更是有不可逆且加速發展的趨勢。

  對此建議企業主應先具備正確的節能減排觀念,做好長期的發展策略擬定,並結合企業年度的重要工作來進行優化調整,才能真正的落實減碳的目標,達到國家政策與客戶的要求,進而創造更強大的企業競爭力,真正達到企業永續經營的目標。

 

【參考文獻】

  • 今周刊, 2022/11/21,P66
  • 變頻器應用Q&A節能技術手冊,經濟部能源局指導編印
  • 變頻器初級培訓教材,PLCWORLD
  • 壓縮空氣供氣系統節能手冊,莊朝焮,財團法人中技社節能技術發展中心
  • 製程動力系統節能技術應用篇,經濟部工業局指導編印
  • 中央空調系統架構與節能潛力研討講義,趙宏耀理事長,鈞元能源技術工程股份有限公司
  • 如何提升空調冰水系統性能,趙宏耀理事長,鈞元能源技術工程股份有限公司
  • 國內外空調產品市場分析,冷暖工房

 

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