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2010年10月16日 星期六

回收塑膠的二三事

為了避免郊野公園變成堆填區,要儘快大量減少廢物。現在大量生活用品都是用塑膠製造,如果能夠全面回收當然是好事。塑膠產品在回收的時候,首先需要簡單分類,然後清潔消毒,磨碎成塑料片,溶解還原成簡單塑膠。

很多時候,我們會發現塑膠產品外印了不同的號碼。他們其實是塑料樹脂代碼,在回收過程中是非常重要的。

他們分別代表:
  1. PETE聚對苯二甲酸乙二醇酯
  2. HDPE高密度聚乙烯
  3. V/PVC聚氯乙烯
  4. LDPE低密度聚乙烯
  5. PP聚丙烯
  6. PS聚苯乙烯
  7. OTHER其他塑料製品 
常見於攜帶包,背包,地毯,普通微波爐烹調盤的PETE在回收場並不常見。

常見於那些用於洗滌劑瓶和洗髮水瓶的HDPE,非常堅固不宜再造,反而最好回收再用。

PVC聚氯乙烯看似柔軟,但非常堅韌,常常用作電線保護外層。分解過程會釋放大量有毒的氯氣。

LDPE低密度聚乙烯常用於塑料購物袋,冷凍食品容器,包裝袋等。可惜也不容易回收再造。

在番茄汁小包,乳酪小杯上好容易發現PP聚丙烯的標籤。這類塑膠比較容易回收再造。

大部分塑膠餐具都採用PS聚苯乙烯。聚苯乙烯能夠回收再造成包裝和隔熱物料。


2008年美國一年產生了25000萬公噸都市固體廢物(人均0.83公噸),塑料廢物有3000萬公噸,單單是塑料容器廢物都有1300萬公噸。根據環保署的資料,2009年香港每日製造8963公噸都市固體廢物,即每年327萬公噸(人均0.5公噸),易腐爛的廢物佔41.4%,紙料佔23%,塑料佔19%。前兩者可以自然分解,唯有塑料成了頭號敵人。

2010年3月1日 星期一

綠色技術-核廢料發電


為了滿足將來對於能源的龐大需求,2000 年一月。在美國能源部提倡下,包括英、日、韓在內等十國核能專家組成「第四代核電國際論壇」,研發新一代的核能發電技術。十國專家開會達成共識,歸納出六種先進的核能反應系統做為下一代核能發展的主力,稱做第四代核能反應系統,包括:

  1. 極高溫氣冷式反應系統(Very-High-Temperature Gas-Cooled Reactor System)
  2. 鉛冷卻快速反應爐系統(Lead-Cooled Fast Reactor System)
  3. 氣體冷卻快速反應爐系統(Gas-Cooled Fast Reactor System)
  4. 超臨界水冷卻反應爐系統(supercritical-Water-Cooled Reactor System)
  5. 鎔鹽反應爐系統 ( Molten Salt Reactor System)
  6. 鈉冷卻快速反應爐系統(Sodium-Cooled Fast Reactor System)

目前各種第四代核反應爐設計理念中,最可能在近期內達成目標者,當屬極高溫氣冷式反應爐(Very-High-Temperature Gas-Cooled Reactor System, VHTGR),且其產氫之效益有助於能源危機的紓解。第四代先進核能系統在目前階段向所有技術開放。但專家們公認,以南非正在發展的球床式超高溫氣冷堆項目是最有希望滿足第四代核能系統要求的技術之一。

極高溫氣冷式反應器是用石墨做緩和劑,氦氣做冷卻劑。其增加了反應的安全及效率。反應堆的核燃料密度比一般的反應堆低,就算是失去冷卻,亦不會出現核芯溶解。反應堆使用氦氣做為冷卻劑,在高溫下直接推動渦輪引擎,由於不需經過二次熱交換,系統的熱效率能夠得到提升。此外,反應堆的運作溫度比起傳統核反應堆的溫度高,發電的效率也比傳統的核能電廠來的高,可達40%~47%。其另一優點是可利用反應過程中產生的熱量來產生氫氣,而且此種產氫過程並不會產生會使地球暖化的CO2等溫室氣體。

極高溫氣冷式核反應爐所需使用之材料,尤其是在爐心內部的結構材料,不僅面臨極高溫度(~
1000℃),而且同時具有高能量及高通量快中子的輻射損傷效應。在長期使用(四十年設計壽命)下其材料性質變化與其微結構之關係密切,尤其在高輻射損傷環境下,石墨會產生能量累積的情形(因材料內部微結構產生缺陷,累積缺陷能),當出現意外事件時,有可能因高溫回火產生大量能量釋出的情形,此時極易因瞬間產生高溫使得石墨材料熔化或氣化,進而造成意外事件會亦發不可預測,對於反應爐安全性形成嚴重挑戰。

鈉冷卻反應堆

鈉冷卻反應堆依附於一個全新的裂變概念:即用核燃料集中撞擊鈾原子和中子。這將產生比當前熱反應堆多近百倍的能量,並且只需要使用燃料潛在能量的1%就可以了。鈉冷卻反應堆還可以燃燒其他反應堆的核能棒,消耗鈾濃縮過程中剩下的鈾,減輕核廢料產生的問題。

美國原子能工業專家組的科學家估計,鈉冷卻反應堆產生的能量足以滿足美國人本世紀的需要。 二次燃燒核能棒還能減短放射物質衰減的時間;反應完成後的廢料會在一百多年後就消失,而並非幾百年。

不幸的是,鈉冷卻反應堆中用於傳送內核熱量的鈉叫人憂喜參半。不像水,液態鈉只是一種理想化的冷卻劑,它並不能阻止快中子的運動。雖然在正常的大氣壓力下運行,它也能提高安全性。但是液態鈉不能傳熱,這使得它很難對反應堆運行時的熱量傳輸進行監控。

為了彌補這個缺陷,INL的研究人員正在研製一個電腦模擬器,用來模擬液態鈉在快速反應堆中的運行情況。因為反應堆有燃燒廢料的能力,一個改良的鈉冷卻反應堆最終能夠減輕廢料帶來的問題。然而即使是在最佳狀況下,二次使用的燃料仍舊會產生足以影響幾個世紀的放射性危害。 核工業還將不得不繼續面對人們對反應堆的極度恐懼。

Bill Gates 的旅波反應堆





旅波反應堆(traveling-wave reactor)則採用核轉變方式(Nuclear transmutation)把劣質鈾,核廢料等等來作燃料,利用液態鈉作為冷卻劑。由於核燃料不需要特別加工,成本也減輕。美國估計有大約70萬噸核廢料,為旅波反應堆提供源源不絕的燃料,而旅波反應堆也能夠解決核廢料問題。


參考

http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium-cooled_fast_reactor

http://www.esquire.com/features/best-and-brightest-2009/nuclear-waste-disposal-1209-3

2009年12月20日 星期日

綠色技術-電漿氣化技術



每一個城市每一天都製造大量垃圾。利用堆填的方法,很快耗用了不少土地。利用焚化的方式,卻又產生大量的毒氣。譬如,台灣曾有一所焚化廠,沒有根據規定的一千度來焚化垃圾,為了節省電力,只有六百到八百度,垃圾可能因此燃燒不完全,有毒氣體不能完全分解,造成空氣污染,而且排氣吸附活性碳未定期更換,導致散布污染物,被台灣環保署建議高雄縣政府勒令停工

同一個時間,任何城市都需要大量電力。為了避免污染,人類都積極找出更多的再生能源。如果能夠把不用的垃圾當作發電廠的燃料,城市的電力變成源源不絕。

焚化垃圾需要多少電力?焚化垃圾所產生的電力有多少?怎樣避免污染?電漿氣化技術提供了答案。

什麼是電漿氣化技術Plasma Gasification?



首先,垃圾被送入一台機器,攪碎成小塊。然後送入一個密封不銹鋼容器,裡面充滿了氮氣或普通空氣的等離子室,又稱轉換器。在兩個電極之間製造650伏特的電流,這道橫掃空氣中的電子束產生等離子體,所產生的溫度大約5000度至8000度。

穩定的電流通過等離子室擁有十分龐大的能量,足夠把垃圾碎片分解為各種元素。副產品為玻璃樣物質為原料的高強度瀝青或家庭磚和“合成氣”Syngas。

合成氣是一種混合物,包括氫和一氧化碳,它可以被轉換成燃料,如氫氣,天然氣或乙醇Ethanol。合成氣在離開轉換器時候的溫度大約有2200華氏。然後被送入一個冷卻系統以便產生的蒸汽。這些蒸汽用來驅動渦輪發電,當中大約五分之一的電力足夠推動轉換器,其餘的則可以用於工廠的加熱或電力的需要,或直接賣回給電網。

因此,除了為社區的電網供應電力,又可以保證整個焚化機組的電力需要。它還生產原材料,出售的利潤可以回饋用戶。

這個技術已經是個可行的方法,在日本群馬縣吉井町,台灣國立成功大學,英國牛津郡普雷斯頓,加拿大渥太華(Plasco Energy Group Inc.)都開始採用。唯一可惜就是現在的成本很高,技術很新,而導致處理量很小。



希望中國能夠吸收這個技術,把成本降低,為減少污染,減少溫室氣體,提高回收原料效率,來造福社會。

2009年12月17日 星期四

綠色技術系列-聚焦太陽能



太陽能電池板雖然面世多年,轉換比率仍然很低,需要大量太陽能電池板才能獲得足夠的電力。轉換比率高的太陽能電池售價較高,舊式太陽能電池則比較便宜。

折衷的方法就是模仿衛星信號接收器,利用大量鏡子反射太陽光,並且利用電腦追蹤太陽。鏡子成本比太陽能電池低,於是整體成本就能下降。




另一方面,夏天陽光普照,商業大廈卻遮蔽了很多地方,室內環境卻耗費電力照明。不但浪費陽光,還浪費電力。美國科學家明白了這個道理,猛然發明太陽能照明系統,直接把陽光導向到室內。唯一耗用電力的地方就是追蹤太陽方向來調整集光器的方向。所需電力大約等於一個燈泡。另外,為了減低成本,採用新的塑料鏡代替傳統玻璃鏡。這樣新技術能夠避免塑料高溫變形。詳情請看這裡






日本已經開始在各地使用。台灣早已經醒覺。香港呢?