在手機充電發熱、電腦運轉升溫、甚至地鐵隧道內感到悶熱的瞬間,原來這些「熱」其實都可以是能源的一種?只是在日常生活中,它們太過分散、溫度太低,難以回收利用。
根據美國能源部的數據,工業生產過程中約有 20% 至 50% 的能源,最終會以高溫煙氣、冷卻水或設備表面散熱的形式流失。若從全球視角來看,更是有將近 一半的能源,最終都變成毫無用處的廢熱。換句話說,我們耗費大量資源產生的能量,有極高比例還沒發揮價值就被「丟掉」了。
因此,餘熱回收(Waste Heat Recovery, WHR) 近年已成為企業邁向 ESG、淨零排放與循環經濟的關鍵技術。它不只是一種節能手段,更是一種「讓既有能源發揮雙倍效益」的智慧策略。
什麼是餘熱回收?
餘熱回收,就是將工業生產、發電、建築運作或設備運轉過程中原本會被排放到環境中的熱能,重新捕捉回來,並轉換為可再次利用的形式。這些熱能可能藏在煙氣、廢氣、冷卻水、蒸汽中,也可能透過設備表面散逸到空氣裡。
餘熱如何回收?
餘熱回收的方式,會根據熱源的溫度、品質與最終用途而有所不同。以下幾種技術是目前業界最常見的應用:
- 熱交換器(Heat Exchanger):最基礎也最普遍的技術,將高溫流體的熱量傳遞給低溫流體,例如用於預熱鍋爐進水或廠房通風空氣。
- 熱泵(Heat Pump):適合低溫餘熱,能將低階熱能提升為高階熱能,是近年低溫廢熱回收的明星技術。
- 有機朗肯循環(ORC):利用低沸點有機流體,將中低溫廢熱轉換為電能,特別適合無法直接利用的熱源。
- 餘熱鍋爐(Waste Heat Boiler):大型工業最倚重的方式,將集中廢熱轉為蒸汽,用於供暖或發電。
- 吸收式冷凍系統(Absorption Chiller):以熱能驅動製冷,不需大量用電,適合有穩定餘熱來源的工廠或商辦大樓。
- 熱能儲存(Thermal Energy Storage):透過蓄熱槽、相變材料或熔鹽,將餘熱儲存起來,解決「熱源時間」與「用熱需求」不匹配的問題。
餘熱回收有什麼好處?
餘熱回收最大的價值,是讓同一份能源可以被更充分地利用,而不是使用一次後便直接排放。
- 提高能源效率:餘熱可以重新用於加熱、製造蒸汽、發電或供暖,讓原本會被浪費的能源再次發揮作用。這能提高整體能源利用率,也代表企業可以用較少的新增能源完成相同的工作。
- 降低能源成本:當企業回收並重新利用餘熱後,可以減少天然氣、燃油或電力等能源的消耗。從長遠來看,節省的能源成本也有機會抵銷餘熱回收設備所需要的初始投資。
- 減少碳排放:能源消耗減少,也意味著燃料使用量下降,進而減少二氧化碳及其他溫室氣體排放。因此,餘熱回收可以成為企業減碳的重要措施之一,並協助企業應對日益嚴格的能源效率及碳排放要求。
- 改善設備運作:部分餘熱回收系統可以降低設備排放溫度及熱能積聚,改善設備運作環境,同時有助延長設備壽命、降低維修需求及提升生產穩定性。
雖然餘熱回收有不少優勢,但企業在導入相關系統時,也需要考慮成本、技術及系統整合等因素。
談到能源轉型,大家很容易聯想到太陽能、風能等再生能源。但能源轉型並不只是尋找新的能源來源,同時也包括如何更有效地使用我們已經投入的能源。餘熱回收正是其中一個重要概念,默默提高能源效率、減少能源浪費及降低碳排放。更重要的是,餘熱回收提醒我們,可持續發展不一定意味著「創造更多能源」,有時候更重要的是讓每一份已經投入的能源,都發揮最大的價值。