Energy Conservation and Renewable Energy

節省能源 及 再生能源 Dr. W. K. YAU 邱榮光博士

節省能源及再生能源1.   全球及地區性的環保問題，起因及對

可持續發展的影響2. 解決方法，節省能源及再生能源3. 能源管理節能設備及例子，投資及回報4. 人類慣性行為對推行節省能源的影響5. 如何令節能推行得更順暢6. 再生能源示範7. 再生能源裝置及例子，投資及回報

In the beginning

Global, Regional and Local Problems

急速的工業化 , 對環境缺乏保護意識及行動 地球生病了

全球及地區性的環保問題

溫室效應 污染

人類健康動植物瀕危食水短缺耕地流失 , 糧食不足厄爾尼諾現象 , 天災加速疾病傳播

溫度上升因素溫室效應圖溫室效應圖

熱能被吸收熱能反射熱能輻射

熱能被溫室氣體吸收，再輻射到周圍，使大氣層變得溫暖，形成溫室效應。

1

、

大氣層 陸 地

熱能永被地面吸收

1

海 洋熱能被海洋

吸收

接收到的熱能 反射的熱能 存留在大氣的熱力 消耗能源產生的額外溫室氣體

工業革命以來 大氣中 CO2 十 30%

Methane 十 100% Nitrous Oxide 十15%

世界能源消耗 2001 - 404,000,000,000,000,000 Btu 2025 - 640,000,000,000,000,000 Btu

(prediction: increase by 58%) 留給將來使用的能源就日益減少。未來要付出高昂的代價 污染問題，對地球氣候產生的干擾及壞影響，日益嚴重。 耗用能源愈多，支出的費用亦愈高。

*International Energy Outlook 2003

電力 , 能源來自 (1999) 汽油 39.4% 天然氣 23.0% 煤 22.3% 水力 7.1% 核電 6.6% 地熱 , 太陽能 0.7% 風

能等 (90-99+73%)

香港能源消耗 每年 350 億電費  36% 運輸 34% 商業 17% 住宅 13% 工業  持續發展有賴善用能源，否則 污染 , 酸雨 窒息經濟

地球溫度上世紀上升 0.45 - 0.6 o C

1990 - 2100 估計上升 1.4 - 5.8 o C

1900 - 2000

水位上升 15 - 20 cm

( 冰山溶化 ,

暖化澎漲 )

未來 50 年可能上升

100 cm

暖化 1 o C 溫度帶北移 100 哩

暖化十空調 - 城市昆蟲單一物種高速繁殖且範圍蔓延

疾病傳播至其他地區 ( 蚊 )

香港天氣 1997 年雨量高達 133 吋 , 自 1884 年來最高 2001 年 , 紀錄第四高雨量 , 沒有 El Nino

Effect - 研究課題 1999 年 7 次颱風襲港 : 8 號風球 - 5 次 9 號風球 - 1 次 , 10 號風球 - 1 次 2000 年風球警告 - 0 次

粽雲， 擾亂雨季，酸雨，污染

酸雨 化石燃料 ( 汽油 , 天然氣 , 煤 ) 燃燒

後 ( 發電力 , 汽車產生的硫氧化物等為雲、雨雪、霧吸收

降到地面成為酸雨 pH5.6 - 酸雨 頻頻出現 P Ｈ < ３的強酸雨（幾乎與

醋酸相當）

酸雨溶解土壤的金屬元素 , 流入河川，使魚類大量死亡

湖泊酸化後，最後變成死湖食物鏈 - 進入人體 - 影響人類的健康

植物枯萎、死亡

空氣污染物質近五年比較 

空氣差染呼吸病 年 1500 萬人次求診 (中文大學醫學院 )

註 : 香港區空氣污染最嚴重，影響市民健康最甚 的地區為元朗、深水步、葵涌、旺角、中環、銅鑼灣及觀塘  資料來源 : 中大醫學院、環保署

1995 年(微克 / 每立方

米 )

2000 年(微克 / 每立方

米 )

二氧化碳 70 95

可吸入懸浮粒子 70 80

臭氧 23 32

兒童患呼吸系統病趨增

資料來源 : 港大醫學院

1995 年

( 調查人數 3,618)

2001 年( 調查人數 4,448

哮喘 16.8% 17.2%

氣喘 9.2% 9.4%

鼻敏感徵狀 35.1% 37.4%

鼻炎 38.9% 42.4%

痕疹 5.7% 5.4%

增壽 40 天90 年限制燃料含琉量，空氣中 SO2 減 50%。

每人增壽平均 20-40日 死亡人數平均下降 600 人 死亡率下降 2.2% (呼吸系統 ,血管疾病 ,心臟病 , ….)

90-95 年 ( 港大及倫大資料 )

解決方法減少溫室氣體減少空氣污染 How ? 再生能源 Renewable Energy

節約 (減少 ) 能源 Conservation

9/2002 地球峰會可持續發展方案

大幅增加全球使用再生能源的比例 氣候變化，強烈要求各國加緊確認「京都條約」

(京都條約 : 2008-2012 年內溫室氣體平均排放量要較 1990 年減少 5%)

太陽能 196塊 - 30 kw/day 一個家庭 3 日用電量

不需鋪設電纜

太陽能電單車

太陽能電器

風力發電

Vertical Wind Turbine

風力發電 風力 2.7m/s 風速  over 2500 kw output

(80 metre rotor diameter)

其他 : 水力 ( 三峽 :18,200 MW), 地熱 , 海浪 ( 潮水 )

燃 料 電 池 - Fuel Cell燃料電池運作方式

熱能 照明煲水

空氣空氣

燃料燃料燃料電池

注入天然氣或煤氣及空氣至電池內，電池內氫氣與氧氣結合，過程中便會釋出電力及少量二氧化碳，氮氣等氣體。

電池長度約二十尺，闊度約十尺，需改置在一間房入。

成本

可產生電力（瓦）落成日期

連安裝費約為一千萬元

200,000

2003 至 2004 年

Fuel Cell Motor Vehicle

Fuel Cell for Family use

節約能源 = 節省金錢 = 減少溫室氣體 =減少空氣污染 = 健康增壽

能源節約實用措施

1) 更改工作 / 生活習慣模式 行政措施 – 不需 /很少費用2) 小 /中型 節能 / 高效能設備 - 費用不多3) 投入大量資金或資源 , 需要專業技術人員的幫助，能源管理顧問

生活反思 工作 / 生活習慣模式起床梳洗至出門口 - 不需用電器關掉了嗎 ?

電熱水器，水煲電腦，顯示屏燈光冷氣 抽氣扇Standby Electrical

上班路上 樓梯，電梯，升降機 ? 步行，巴士，鐵路 ? 私家車 ? (Car sharing ?)

上班地點，午飯時間 / 開會，外出，下班

樓梯，電梯，升降機冷氣，燈光，已開了很久嗎 ?

溫度調較電腦有關掉嗎 ?

休息室的熱水爐，抽氣扇等仍開嗎 ?

關掉會議室電器 ?

關掉不需用電器燈光 , 冷氣 , 電腦 ?

家中 老火湯 /真空煲 電視 (聽聲音 ) 或收音機 適當燈光 / 溫度，有需要才開 熱水 , 抽氣扇需用時才開 電腦， standby 電器有關掉嗎 ? 早睡早起

能源管理  Energy Management 工作小組 成員 業主 管理公司 (Management) 具樓宇工程系統知識的人士 住戶 (End users)

管理能源  工作小組 能源審查，耗用量 ( 季節性 ) 、開支 (兩年 ) 可實施節約的地方 Demand Side Management 初步調查，巡視能源操作系統 找出 (明顯的 ) 問題和解決方法 (Phases) 研究有關節約措施牽涉的費用及可節省的開支 (Payback Period)

實施節約 (Implementation) 監察能源耗用量 ( 季節性 , 不尋常的數據 ) 節省的開支 – Phase 2, 3,..Conservation

Performance Contracting

Contracting Company to Investigate

And Pay for

Energy-saving Installations

Building / FacilityOwner

(Energy ManagementCommittee)

Energy CostsSavings $$$

Contract and

Monitoring

% of Savings

管理措施 操作及保養 調整非必要的耗用能源機器及系統之操作時間

一套周全預防性的保養計劃，有助延長各種機器的壽命及提高效能

管理措施 電燈或冷氣，用完之後應立即熄掉 升降機內的電燈及風扇應預校 - 自

動熄掉 機房內的風扇、送風機及電燈在晚

上及無需使用時應該關掉 如需散熱，則應安裝恒溫調控器。

更換升降機推動系統時，應安裝變壓變頻推動器或符合能源效益 的電子調控直流電馬達。

機房通風扇應配置時間掣。 考慮安裝功率系數矯正器 如果合符標準，應改為採用大量用

電收費率

燈光 分區調控，特另在有天然光的地方 只開著有需要的燈光，安全或保安。 電量適合需要 保持燈飾，牆壁等清潔 選擇反光度較高的色彩 自動感應 / 感光 (分區 )開關器

燈光 高能源效益的螢光燈或放電燈，節

省 70% 電力。 採用高能源效益之電子調控器 戶外燈光須安裝妥善的自動開關 / 時

間掣

冷氣系統維持最高運作效率 調較至適當溫度適當開關程序及運用維修保養

水泠更有效率 ( 減少7%-10% 能源 )

Compare to air-cooled air conditioning

Energy savings

Cooling tower : Saves 14 - 20%

District sea water cooling:Saves 22 – 28%

District cooling system : Saves 30 – 35%

AHU 改用風扇 (5-10%) 定期清潔維修 , 清洗隔塵網及冷氣機，節省

可達 10% 適當室溫控制 不宜過早開機，可離開前 15分鐘關掉 分區控制 自動感應開關器 適當鮮風量 , 如需用抽氣扇，可考慮熱 (冷 )

力回收裝置  

噴水池 /泳池定期檢查水泵流量、及濾水器的回流週期泳池長時間停用期間，當池水一經過濾，應即時關閉濾水設備。

滿溢及回流的泳池水可用以淋灑草地，每天自動加入新鮮水的份量應控 制於 10% 水平

暖水池切勿過度加溫 關閉時，同時熄掉泛光燈及更衣室內的電燈 安裝太陽能熱水設備 Heat Pump Combined Heat and Power

供水系統減少用水可節省泵水上儲水缸之能源 水費排污費 熱力費

冷水系統 定期檢查漏水，維修清潔 即時處理溢流 儲水缸水位控制器，不宜太頻密開關水泵 裝置節流器 (50% 節流 ) 沖洗 /沖廁時間制或感應器

熱水系統定期清潔及清洗檢查表現 (廢氣溫度 )檢查漏水 , 檢查 steam trap 裝置節流器 (50% 節流 ) 適當保溫及絕緣體

Water Conservation Valve

0

2

4

6

8

10

12

14

0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5

bar

l/min

Normal Flow Rate

With Conservation

保持較低水溫 (50℃) - 保持清潔維修保養 Condensing Boiler (Latent heat) Heat Pump (Reverse cycle) 熱力回收系統 (Heat Recovery) 熱電聯供 (Combined Heat and

Power) 太陽能

Condensing Boiler/ Heat Recovery熱力回收系統

Gas Boiler Heat Exchanger

Pre-heat water

Hot Water

Gas Hot ExhaustGas

Cold Exhaust

Gas

Cold Water

Condensate From

Exhaust Gas(Latent Heat)

Heat Pump (Reverse Cycle)

Compressor(Air Conditioner)

Hot AirCool Air

Space Heating

Industrial ProcessHeating

Water Heating

Combined Heat and Power 熱電聯供

Small generator units (gas)

Microturbine Generator 30 kW Heat recovery Combined Heat and Power

(CHP) Claims 96% efficiency

Picture : Microturbine

大廈熱力 /冷氣的流失空氣 風閘，轉動門 - 保持門窗適當關閉 -維修門窗

窗戶 -日光太陽能使室溫增加也增加冷氣能源負荷

窗廉 , 百葉廉 減少天台及牆的吸熱能力雙重玻璃膠質窗代替鋁質 (導熱性較弱 ) 加 shading ，加反光 film

衣 足夠水物或 Half Load洗水用泠水及較短程序 自然風及陽光乾水適當使用燙斗 收音機代替電視機， save 90%

食 -先將冷藏食物解涷 -勿過早烹調而需再翻熱 -勿用太大火力 -壓力或真空熱煲 - 食物降至室溫才放入雪櫃

行 -步行，單車 -集體運輸 - 計劃行程

EMSD 能源效益 能源標籤 水泠更有效率 (減少 7%-10% 能

源 ) ，減少溫室氣體 Code of Practice

節能與慣性工作 / 生活模式 人性反應 : 主意不錯 - 對我有什麼影響

- 懷疑 - 讓其他人先做好了 抗拒改變 需要時間習慣，適應 Day One - 最佳 例子 : 燈光，節水，電梯等

環保教育及宣傳推廣節能 啟發大眾思考節能、保護環境、愛護地球的重要性

節約能源方法 , 設計比賽 展覽會和示範

標示 ,標語 , 海報創作比賽

節能 環保 網頁 設計比賽

節能環境保護大使訓練計劃

Advanced Technology 增加效率

聯合循環天然氣發電系統

地區冷熱能源聯供 District Heating and Cooling System

G/T

H/EH/E

Gen

H/EA Chiller

Chiller

T Chiller

T Chiller

Chiller A/C

A/C

Hot Well

G/TTurbine

Turbine

Cond T

Hot well

H/E

Boiler

Plant Customer

Gen

SYSTEM FLOW

Edward Stokes

Edward Stokes

Edwards Stokes

Q & A - taipoea@sinatown.com www.taipoea.org Tel: 2739 2481