台化燃煤汽電共生廠對環境中 pm2.5 影響之研究 成果報告 -威尼斯5139手机版

台化燃煤汽電共生廠對環境中 pm2.5 影響之研究

成果報告

 

2018/05/18 

 

空氣污染物細懸浮微粒（pm2.5）與健康之關聯，為近年來民眾及環保團體所關注議題。為此，本部為因應 pm2.5 議題並掌握各廠排放對區域空氣品質之影響，委託宜蘭大學張章堂教授及景丰公司進行產學合作研究。本研究計畫已於二ｏ一七年六月完成，研究成果顯示本部燃煤汽電共生廠在既有各項防制設備下，其排放對區域pm2.5 空氣品質之影響輕微。茲以本研究案執行重點主要有：

 

一、 研究結果顯示，台化公司各廠之燃煤汽電共生廠之排放，對周界測站 pm2.5 濃度影響比例平均值僅ｏ．二六二%~ｏ．八五九%，極為輕微。故國內面對改善環境 pm2.5 之困境，管理單位更應以

科學合理之論證為依據，提出更有效之管理策略。在目前迫切之缺電危機困境及民眾環境意識高漲的客觀情勢下，本研究採用方法及研究結果可提供學界、社會大眾及各級政府制定政策之參考。

二、 本研究案引用 teds 九．ｏ（最新版二ｏ一六年十一月公布）， 採用實際檢測資料為基礎及美國環保署使用之 cmaq 模擬分析方式，及我國秋冬氣候最嚴苛條件為情境，顯示本研究方法論

三、 另本研究成果與其他電力業研究之結論，雖然影響比例略有不同，但濃度之影響均低於一%，也為本研究計畫客觀性之驗證。

 

貳、環境中pm2.5成因與來源分布

環境中 pm2.5 來源並非為單一污染源造成，倘若僅歸咎於單一污染源則過度簡化問題。環境中 pm2.5 濃度的來源，涵蓋人為與自然活動， 包括了地表風蝕、河川揚塵、海水飛沫、餐飲烹飪、金紙及農廢燃燒、工業生產活動以及汽機車行駛排放等，如圖二所示。

 

 

 

 

 

 

（參考來源：行政院環境保護署網頁）

就原生性 pm2.5 排放量結構而言，根據環保署臺灣排放量清冊資料庫（taiwan emission database, teds）九．ｏ版統計，二ｏ一三年全國 pm2.5 排放量七十七,一百八十二公噸，工業製程（二十一%）與移動污染源（二十四%）相當，其他原生性來源以營建工程、道路揚塵及

 

裸露地等（合計五十五%）為主，如圖三所示。全國發電相關製程之原生性 pm2.5 排放量僅佔五．二二%，其中屬電力業電廠排放佔了七成（三． 八五%），非屬電力業之汽電共生相關程序（包含鍋爐汽電共生程序、鍋爐發電、渦輪發電、引擎發電等）則佔了近其中三成（一．三七%）。另若以環保署資料，pm2.5 來源屬境外輸入部分(由中國大陸長程傳輸) 佔二十七%計算，則 teds 九．ｏ電力業佔全部貢獻僅二．八一%，與teds 八．一版所計算電力業二．九%亦已再下降。

 

 

 

 

由於 pm2.5 在大氣化學反應自然合成，以及生成後不易沈降的特性， 來自境外傳輸所造成空氣品質影響不容小覷。根據環保署統計，來自中國大陸的境外傳輸對臺灣環境中的 pm2.5 貢獻比例均超過三十%（吳義林等, 二ｏ一四年）。換言之，這些來自於鄰近的中國大陸、東亞各國與過境船舶所造成之污染，即便針對國內做再多的減排努力，也無助於國境外傳輸而來的影響，這是在進行特定污染源 pm2.5 貢獻評估時，必須考慮之處。因此，排放影響評估所採用之空氣品質模式，必須可同時處理原生性 pm2.5 及衍生性 pm2.5 前驅物（硫氧化物、氮氧化物等）排放、擴散及傳輸行為，模擬結果才足具代表性，而本研究所採

 

用之模式─cmaq 空氣品質模式，除可考量大氣中污染物間化學反應、空間網格內的交互作用以及質量守恆等化學反應外，亦為美國國家環境保護局（usepa）所認可之空氣品質模式之一。

一、固定源管道 pm2.5 排放量推估方法

一般燃燒性污染源管道，所排放污染物包含：粒狀污染物（tsp、pm10、pm2.5）、硫氧化物（sox）、氮氧化物（nox）、揮發性有機化合物（vocs）等，如圖四所示。管道中所排放之粒狀污染物除 pm2.5 外，還包括了氣動粒徑大於 pm2.5 之 pm2.5～ 100 微粒，一般通稱為 tsp。

目前，國際上未見直接對於 pm2.5 進行限制之管道排放管制標準，而我國對於粒狀污染物之濃度限值、許可證核發、排放量申報及空污費繳納等各類管制制度，也都是以 tsp 作為標的進行管理， 因此長期以來，國內缺乏大量 pm2.5 檢測數據，對於汽電共生機組之pm2.5 實際排放係數與排放量研究，也因此缺乏詳實之科學依據。

 

 

基於管道 pm2.5 檢測技術門檻及採樣成本較高，亦無法全國逐根管道進行檢測制定排放係數，因此，國際主流之 pm2.5 排放定量方法， 為美國環保署與加州環保局採用之 pm2.5 比例推估法。該方法係指以已知的 tsp 排放量乘以 pm2.5/tsp 比例，計算 pm2.5 排放量，其推估公式為：

pm2.5 排放量＝tsp 排放量 × pm2.5/tsp 比例

 

二、本研究採樣方法及採樣結果

本研究主要以台化公司彰化廠、嘉義新港廠及宜蘭龍德廠，三廠共計九組燃煤汽電共生鍋爐機組，分別位於彰化縣彰化市北區、嘉義市西北方之新港鄉及宜蘭縣龍德工業區，採樣期間為二ｏ一五年十二月至二ｏ一六年五月。另外，本公司各燃煤汽電共生機組排放管道所

採用之防制設備如圖五所示，在此需特別說明者，採樣及二ｏ一五年研究期間，本部超低排放之設備改善尚未完成，現今所有防制效率均已再大幅提升。

 

 

本研究採樣結果如表一所示，由於各鍋爐設計條件與操作狀況各有不同，故採樣檢測濃度或有高低，採樣結果顯示，原生性 pm2.5 排放中，相較於 fpm2.5，cpm 存在相當高比例。以不計 cpm（僅含 fpm2.5）之檢測結果中，平均比例為三十六．九九%。而考量檢測同時含 fpm 與 cpm 之結果，平均比例為九十七．ｏ五%。其中，彰化廠 g6 機組 pm2.5（cpm 與 fpm 合計）之檢測濃度略高於 tsp 濃度，除可能為該排放管道排放溫度較高導致較高濃度 cpm 外，也有可能來自前 cpm 檢測方法本身的限制所致。

 

 

*管道採樣同時包括 fpm2.5 及 cpm

 

 

 

 

如前所述，以本研究所採用之 cpm 標準檢測方法，已有數篇研究證實其採樣方法存在高估疑慮及高不確定性，但較適合之稀釋採樣法在國內有實務操作困難。但是，在評估國內實際汽電共生排放對環境影響貢獻時，以標準方法保守高估排放量之方式進行，不失為較謹慎之作法。

參考本研究實際採樣結果，台化公司之汽電共生鍋爐排放管道中fpm 與 cpm 加總之於 tsp 的平均比例九十七．ｏ五%，亦即有九十七． ｏ五%之 tsp 皆為 pm2.5，幾近一百%。因此，本研究後續假設汽電共生程序管道所排放之粒狀物 tsp 皆為 pm2.5（即 pm2.5/tsp 比例為一），即採最大排放可能排放情境進行模擬。該情境所假設煙道中粒狀污染物皆為 pm2.5，此排放濃度假設應可視為燃煤汽電共生鍋爐之粒狀物濃度上限。此外，本研究基於最大影響考量，評估時選用的運轉時數不以特定單年操作時數做設定，而以各廠各機組未來最大可能運轉時數為評估分析條件，各廠各機組未來實際操作時數都將不超過此一上限。

以最大排放濃度、最大運轉時數的條件計算下，本研究三處燃煤

 

汽電共生廠之排放量佔所在縣市之總排放量其實仍屬有限，以新港廠佔嘉義縣之比例近三%為最大，由此可知，若只單看原生性 pm2.5 排放量，本研究標的之三座燃煤汽電共生廠佔所有環境背景排放量並不算高。

本研究方法力求嚴謹，目的即為在最嚴苛之條件下，檢驗台化公司對於周遭環境之最大影響潛勢，相關研究設定情境及模式模擬設定如下：

(一)以 fpm 與 cpm 實際採樣以驗證台化汽電共生機組之 pm2.5/tsp 比例。

(二)各廠假設最大運轉時數條件及最大排放濃度排放，估算各廠汽電共生程序 pm2.5 排放量。

(三)使用美國環保署認可之 cmaq 空氣品質模式，可同時處理排放污染源之原生性 pm2.5 及衍生性氣膠前驅物對環境 pm2.5 造成的影響。

(四)採用最新 teds 9.0 版排放資料庫做為環境背景資料庫。(五)針對污染物不易擴散之惡劣氣象條件下（十、十一月）進行模

擬。

一、本研究針對汽電共生燃煤鍋爐機組，以本部彰化廠、嘉義新港廠及宜蘭龍德廠之汽電共生燃煤鍋爐為例，並以全量生產之最大可能排放潛勢及惡劣之氣候條件，利用美國認可之 cmaq 模式進行模擬，作為評估各廠原生性 pm2.5 以及衍生性 pm2.5 前驅物（硫氧化物及氮氧化物）排放對於鄰近環境 pm2.5 濃度之貢獻影響。

二、研究結果顯示（詳如表二），各廠對周界測站 pm2.5 濃度平均影響比例為ｏ．二六二%～ｏ．八五九%，測站最高影響比例為一．一ｏ二%～一．六ｏ二%。其中，各廠影響特性不一，如彰化廠以原生性 pm2.5 排放影響為主，嘉義新港廠則以衍生性 pm2.5 前驅物排放影響為主，宜蘭龍德廠則有冬山地區背景濃度較低之情況。故結果顯示排放量大小並非與環境影響比例成正比關係，亦即排放影響仍須考量背景濃度、氣候傳輸條件及地理環境而定。

 

三、本部以二ｏ一五年汽電共生燃煤鍋爐機組最嚴苛條件評估，結果對影響中 pm2.5 影響相當有限；甚者，本部在二ｏ一六年起刻正推動消除白煙及超低排放改善，實績證明已可達到天然氣之排放標準，影響更為有限。因此，建議目前政府等單位面對 pm2.5 改善之議題，應以科學合理之論證為依據，提出有效之管理策略，始為正辦。

（cmaq 模擬十~十一月）

(台塑企業 台化公司提供，2018/05/08)