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聚焦地科
聚焦地科2024-08-30
固體再生燃料SRF，處理垃圾和減碳真能一舉兩得？
寒波｜ 科技大觀園特約編輯
很多人可能有過這樣的經驗：幾天沒倒垃圾，垃圾堆積如山，造成臭氣沖天、環境髒亂、蚊蠅變多等困擾。對一般家庭來說，只要再把垃圾丟掉就好，不算大問題。但是對政府或大型工廠，垃圾若是大量堆積，到後來真的會變成一座山。近年臺灣推廣的「固體再生燃料」（solid recovered fuel, SRF）是否可以解決廢廢相連到天邊的問題？有人認為 SRF 還有助於減碳，又是怎麼回事呢？
「固體再生燃料」（solid recovered fuel, SRF）是從經過處理的廢棄物中，取得可燃成分作為燃料。圖片來源：jittaya kantasuk／shutterstock.com
廢棄物反正都要燒掉，不如充分利用餘熱
SRF 就是從經過處理的廢棄物中，取得可燃成分作為燃料。國立高雄科技大學海洋環境工程系的王琳麒教授，近年對此投入不少心力。
燒 SRF 可以發電，有人好奇，這和以前焚化爐燒垃圾發電有什麼差別？王琳麒教授解釋，一般焚化爐對焚燒的內容物沒有太多要求，SRF 卻有明確規範，廢棄物需要初步分選，將可以再利用的金屬等成分挑出，再選出性質均勻的原料製成燃料。如此一來，不但能回收各種資源，還能提高燃燒效能。
然而王琳麒教授指出，由於燃燒材料不同，適用 SRF 的鍋爐、導致的污染及管制也和過往有別。例如設計用於燒煤炭的鍋爐不見得適合 SRF，因為煤炭可磨成粉煤，SRF 的顆粒卻更大。
另外某些燃燒條件更容易產生戴奧辛、重金屬這些有害物質。因此能用於燃燒 SRF 的鍋爐需有其條件限制，可能必須改裝舊鍋爐，也需要有相對應之空氣污染防制設備，以減少戴奧辛等有害物質的排放。
怎麼解決戴奧辛問題？
SRF 很容易與「戴奧辛」問題連結，這正好是專精於「燃燒系統」（combustion system）的王琳麒教授專業。他解釋，廢棄物的戴奧辛來源有不同原因，一類是垃圾中本來就含有戴奧辛，或容易產生戴奧辛的氯成分，燃燒後未被完全破壞，而繼續留在灰燼中，或從廢氣排出至環境，例如 PVC 塑膠。這正是為什麼，廢棄物要經過分選才能製成 SRF。
戴奧辛另一大來源是燃燒的產物，一些成分在高溫燃燒不完全，或是相對低溫的狀態下可以產生戴奧辛。SRF 會面臨的具體問題是，某些鍋爐設計用原本的燃料沒有問題，但是未經良好分選之 SRF，因為含有不適燃的成分和燃燒狀態改變，才會燒出戴奧辛。臺灣常見做法是用集塵器加活性碳捕捉，避免戴奧辛經由煙氣排至大氣。可是這種處理方式並沒有破壞有毒的戴奧辛，燃燒所產生的飛灰也難以資源再利用。
王琳麒教授認為亡羊補牢的效果有限，最有意義的解決辦法是一開始就避免戴奧辛生成。除了焚化經過良好分選之 SRF 之外，一大要點是重視鍋爐的操作，盡可能讓燃燒完全。只要操作得當，可以大幅降低戴奧辛生成的機會，省去後續麻煩。
另一個方向是抑制戴奧辛在燃燒系統中生成，例如產生戴奧辛的化學反應，過程中的催化劑可以被胺類抑制。王琳麒教授自己的研究發現，聚氨酯床墊內含有胺類，加入一部分廢棄床墊的泡棉作為 SRF 成分，便能避免戴奧辛生成。
轉廢為能：垃圾減量，減少排碳
即使面臨各種困難，在現今的臺灣推動 SRF 依然有其重要意義，王琳麒教授解釋有兩大目的。第一，如今臺灣許多焚化爐老化，而且專用於事業廢棄物的焚化爐較少，需要用一般焚化爐處理事業廢棄物，所以廢棄物處理確實有迫切需求。
從廢棄物再利用的比例來看，臺灣現今成效已頗為可觀。根據環境部的資料，民國 110 年臺灣一般廢棄物約 1,000 萬公噸，回收率 62.5%；事業廢棄物約 2,000 萬公噸，再利用率則高達 85%。可是即使儘可能回收所有資源，依然有些無法再利用的廢棄物；雖然無法再利用，如果可以變成燃料，燃盡最後的價值，也達到垃圾減量之目的。
第二，將廢棄物製成 SRF 替代煤炭為燃料，也能減少排碳，特別是鍋爐相關產業。SRF 的成分根據廢棄物來源差異有別，不過通常內含不少適合燃燒的碳氫化合物。
可是王琳麒教授也提醒，再怎麼說 SRF 依然是用於燃燒，所以最終的減碳效果不一定那麼理想。不論如何，「轉廢為能」都是 SRF 追求的主要目標。
飛灰與底渣，廢物也能化為資源
燃燒勢必涉及污染問題，作為燃料的 SRF 也不例外。王琳麒教授解釋，燃燒會產生三類產物：廢氣、飛灰、底渣。廢氣是燃燒造成的氣體；飛灰是燃燒時產生的細微顆粒，可以用空污防制裝置捕捉，避免飄出污染環境；底渣則是燃燒後留在焚化爐床的物質。
如果將燃燒後飛灰加入固化劑，做成水泥塊掩埋，依然要佔用空間，也會消耗有用的材料與能量，不夠理想。
更環保的處理方式是設法再利用，將捕捉到的飛灰以及留在爐中的底渣，轉化為可以再利用的資源。這也是 SRF 在燃料角色外的另一個重要方向。
目前臺灣的發展狀況是：底渣再利用比較成功，飛灰需要更多努力。燃燒廢棄物可以再製成磚塊、混凝土、耐火材料、陶瓷等產品。不同的 SRF 成分有別，衍生的飛灰與底渣也不一樣。
王琳麒教授舉例，鋼筋混凝土就會比較擔心氯腐蝕鋼筋的問題，除了重視 SRF 一開始之氯含量外，焚化產生的灰渣也可經水洗去除氯離子，增加後續灰渣的再利用性。
SRF 的減碳效果怎麼計算？
考慮不同面向，可以想像 SRF 與減碳的關係是複雜的問題。首先，人類耗費資源製成產品，產品又淪為垃圾。接著垃圾經過處理變成 SRF，成為燃料。最後，燃燒後灰渣又有不同處理方式，有機會轉為新的資源。
在作為燃料的階段，SRF 的減碳效果取決於替代什麼燃料。而燃燒後灰渣怎麼處理，更會大大影響減碳的結果。
假如直接做成封存的水泥塊，還要耗費能源與資源，減碳效果也就沒那麼好。如果可以製成混凝土等產品，減少排碳大戶水泥的生產，無疑能更大幅度的減碳。因此 SRF 對減碳的幫助，其實有很多可以發揮與改善的空間。
相比於家庭垃圾，SRF 對事業廢棄物的意義更大。部分較難再利用的事業廢棄物，若能製成 SRF 取代煤炭，不但能用於發電、回收資源能源、節省空間、減少排碳，又能避免煤炭燃燒的硫氧化物與汞污染，可謂一舉多得。在臺灣推廣 SRF 需要學術界與產業界合作，追尋更有效，能解決實際問題的方案。
資料來源
本文轉載自科技大觀園，連結如下：https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=6a407910-e835-4219-8368-dc7d87e70a9f
很多人可能有過這樣的經驗：幾天沒倒垃圾，垃圾堆積如山，造成臭氣沖天、環境髒亂、蚊蠅變多等困擾。對一般家庭來說，只要再把垃圾丟掉就好，不算大問題。但是對政府或大型工廠，垃圾若是大量堆積，到後來真的會變成一座山。近年臺灣推廣的「固體再生燃料」（solid recovered fuel, SRF）是否可以解決廢廢相連到天邊的問題？有人認為 SRF 還有助於減碳，又是怎麼回事呢？
「固體再生燃料」（solid recovered fuel, SRF）是從經過處理的廢棄物中，取得可燃成分作為燃料。圖片來源：jittaya kantasuk／shutterstock.com
廢棄物反正都要燒掉，不如充分利用餘熱
SRF 就是從經過處理的廢棄物中，取得可燃成分作為燃料。國立高雄科技大學海洋環境工程系的王琳麒教授，近年對此投入不少心力。
燒 SRF 可以發電，有人好奇，這和以前焚化爐燒垃圾發電有什麼差別？王琳麒教授解釋，一般焚化爐對焚燒的內容物沒有太多要求，SRF 卻有明確規範，廢棄物需要初步分選，將可以再利用的金屬等成分挑出，再選出性質均勻的原料製成燃料。如此一來，不但能回收各種資源，還能提高燃燒效能。
然而王琳麒教授指出，由於燃燒材料不同，適用 SRF 的鍋爐、導致的污染及管制也和過往有別。例如設計用於燒煤炭的鍋爐不見得適合 SRF，因為煤炭可磨成粉煤，SRF 的顆粒卻更大。
另外某些燃燒條件更容易產生戴奧辛、重金屬這些有害物質。因此能用於燃燒 SRF 的鍋爐需有其條件限制，可能必須改裝舊鍋爐，也需要有相對應之空氣污染防制設備，以減少戴奧辛等有害物質的排放。
怎麼解決戴奧辛問題？
SRF 很容易與「戴奧辛」問題連結，這正好是專精於「燃燒系統」（combustion system）的王琳麒教授專業。他解釋，廢棄物的戴奧辛來源有不同原因，一類是垃圾中本來就含有戴奧辛，或容易產生戴奧辛的氯成分，燃燒後未被完全破壞，而繼續留在灰燼中，或從廢氣排出至環境，例如 PVC 塑膠。這正是為什麼，廢棄物要經過分選才能製成 SRF。
戴奧辛另一大來源是燃燒的產物，一些成分在高溫燃燒不完全，或是相對低溫的狀態下可以產生戴奧辛。SRF 會面臨的具體問題是，某些鍋爐設計用原本的燃料沒有問題，但是未經良好分選之 SRF，因為含有不適燃的成分和燃燒狀態改變，才會燒出戴奧辛。臺灣常見做法是用集塵器加活性碳捕捉，避免戴奧辛經由煙氣排至大氣。可是這種處理方式並沒有破壞有毒的戴奧辛，燃燒所產生的飛灰也難以資源再利用。
王琳麒教授認為亡羊補牢的效果有限，最有意義的解決辦法是一開始就避免戴奧辛生成。除了焚化經過良好分選之 SRF 之外，一大要點是重視鍋爐的操作，盡可能讓燃燒完全。只要操作得當，可以大幅降低戴奧辛生成的機會，省去後續麻煩。
另一個方向是抑制戴奧辛在燃燒系統中生成，例如產生戴奧辛的化學反應，過程中的催化劑可以被胺類抑制。王琳麒教授自己的研究發現，聚氨酯床墊內含有胺類，加入一部分廢棄床墊的泡棉作為 SRF 成分，便能避免戴奧辛生成。
轉廢為能：垃圾減量，減少排碳
即使面臨各種困難，在現今的臺灣推動 SRF 依然有其重要意義，王琳麒教授解釋有兩大目的。第一，如今臺灣許多焚化爐老化，而且專用於事業廢棄物的焚化爐較少，需要用一般焚化爐處理事業廢棄物，所以廢棄物處理確實有迫切需求。
從廢棄物再利用的比例來看，臺灣現今成效已頗為可觀。根據環境部的資料，民國 110 年臺灣一般廢棄物約 1,000 萬公噸，回收率 62.5%；事業廢棄物約 2,000 萬公噸，再利用率則高達 85%。可是即使儘可能回收所有資源，依然有些無法再利用的廢棄物；雖然無法再利用，如果可以變成燃料，燃盡最後的價值，也達到垃圾減量之目的。
第二，將廢棄物製成 SRF 替代煤炭為燃料，也能減少排碳，特別是鍋爐相關產業。SRF 的成分根據廢棄物來源差異有別，不過通常內含不少適合燃燒的碳氫化合物。
可是王琳麒教授也提醒，再怎麼說 SRF 依然是用於燃燒，所以最終的減碳效果不一定那麼理想。不論如何，「轉廢為能」都是 SRF 追求的主要目標。
飛灰與底渣，廢物也能化為資源
燃燒勢必涉及污染問題，作為燃料的 SRF 也不例外。王琳麒教授解釋，燃燒會產生三類產物：廢氣、飛灰、底渣。廢氣是燃燒造成的氣體；飛灰是燃燒時產生的細微顆粒，可以用空污防制裝置捕捉，避免飄出污染環境；底渣則是燃燒後留在焚化爐床的物質。
如果將燃燒後飛灰加入固化劑，做成水泥塊掩埋，依然要佔用空間，也會消耗有用的材料與能量，不夠理想。
更環保的處理方式是設法再利用，將捕捉到的飛灰以及留在爐中的底渣，轉化為可以再利用的資源。這也是 SRF 在燃料角色外的另一個重要方向。
目前臺灣的發展狀況是：底渣再利用比較成功，飛灰需要更多努力。燃燒廢棄物可以再製成磚塊、混凝土、耐火材料、陶瓷等產品。不同的 SRF 成分有別，衍生的飛灰與底渣也不一樣。
王琳麒教授舉例，鋼筋混凝土就會比較擔心氯腐蝕鋼筋的問題，除了重視 SRF 一開始之氯含量外，焚化產生的灰渣也可經水洗去除氯離子，增加後續灰渣的再利用性。
SRF 的減碳效果怎麼計算？
考慮不同面向，可以想像 SRF 與減碳的關係是複雜的問題。首先，人類耗費資源製成產品，產品又淪為垃圾。接著垃圾經過處理變成 SRF，成為燃料。最後，燃燒後灰渣又有不同處理方式，有機會轉為新的資源。
在作為燃料的階段，SRF 的減碳效果取決於替代什麼燃料。而燃燒後灰渣怎麼處理，更會大大影響減碳的結果。
假如直接做成封存的水泥塊，還要耗費能源與資源，減碳效果也就沒那麼好。如果可以製成混凝土等產品，減少排碳大戶水泥的生產，無疑能更大幅度的減碳。因此 SRF 對減碳的幫助，其實有很多可以發揮與改善的空間。
相比於家庭垃圾，SRF 對事業廢棄物的意義更大。部分較難再利用的事業廢棄物，若能製成 SRF 取代煤炭，不但能用於發電、回收資源能源、節省空間、減少排碳，又能避免煤炭燃燒的硫氧化物與汞污染，可謂一舉多得。在臺灣推廣 SRF 需要學術界與產業界合作，追尋更有效，能解決實際問題的方案。
資料來源
- 採訪國立高雄科技大學海洋環境工程系王琳麒教授
- 固體再生燃料（SRF）
- SRF 飛灰和底渣特性知多少
- 以廢轉能怎麼轉｜固體再生燃料 SRF 真的同時解決廢棄物又產生綠能嗎？
本文轉載自科技大觀園，連結如下：https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=6a407910-e835-4219-8368-dc7d87e70a9f