他山之石 - 德國現場》年營收600億歐元的化工集團 、生產重鎮,9成「廢棄物」竟都可再利用!(11/06/2019 風傳媒)
位於萊茵河畔的路德維希港(Ludwigshafen),不會出現在觀光客的旅遊路線中,但小小一座城鎮,卻是全球化工產品的重要樞紐。
這裡是世上最大由單一業者經營的化工園區,巴斯夫全集團則有3分之1員工、近4萬人都在這裡工作,小城內四處都可見巴斯夫的旗幟和建築物。
園區內高達9成的「廢棄物」都可重複利用,而剩下1成,還會被「榨乾」其最後一絲剩餘價值:拿來燒以產生熱能、供其他製程使用。
巴斯夫的路德維希港廠區,證明工業生產並不代表一定會製造大量廢棄物,更可能透過科學手段減污、減排。台灣要迎頭趕上,現在或許正是時機。
(尹俞歡 報導)這裡是年營收600億歐元、全球最大化工集團之一巴斯夫(BASF)的總部。也是154年前巴斯夫從路德維希港起家,製程從最早的肥料及染料,一路演進至今日的複合塑料。如今這裡已成為世上最大由單一業者經營的化工園區,巴斯夫全集團則有3分之1員工、近4萬人都在這裡工作,小城內四處都可見巴斯夫的旗幟和建築物。
位於河邊的工業區佔地10平方公里,設有110座生產設施。2000輛卡車、400列火車車廂及20艘船隻日夜進出,將產品送至世界各地。百年來不斷擴建翻新的園區,主打循環概念,區內不同製程工廠生產過程所需的能源及物料,都能透過總長2800公里的管線互通有無。好比製氨過程中產生的二氧化碳,就能藉管線運往加工廠、供生產汽水使用。
也因此,園區內高達9成的「廢棄物」都可重複利用,而剩下1成,還會被「榨乾」其最後一絲剩餘價值:拿來燒以產生熱能、供其他製程使用。
能源部分,巴斯夫在20世紀末就啟用汽電共生廠 (CHP) ,以供應化工廠最需要的熱能。如今園區內3座汽電共生廠在產電過程生成的高溫,可提供給需蒸汽裂解的製程使用;同時,像丙烯酸等放熱製程所產生的廢熱,也會被蒐集重複利用。兩者相加即可完全滿足園區內所有熱能需求,不需為產熱額外耗費一滴化石燃料。
熱能之外,能源與氣候政策主管克勞斯.貝克曼(Claus Beckmann)進一步指出,佔廠區能源消耗3分之1的電力,全由汽電共生廠提供,完全不需向電力公司買電,電力排放係數也因此只有全國電網的一半不到,未來也不排除將以沼氣(biogas)作為發電來源。
循環園區減排量到極限 巴斯夫著手「下一個20年」
20年前規劃的循環園區,減排量已屆極限,如今巴斯夫正開始著手下一世代的技術,以確保從現在到2030年,碳排放都不會再增加;且2035年後還要進一步下降。
好比化學品原料之一的石油腦,需經過蒸汽裂解爐850度高溫反應,才能分解成芳香烴和烯烴。而碳管理研發部門主管安德烈.博德(Andreas Bode)正在進行的計畫之一,就是設計全球第一座以電力加熱的蒸汽裂解爐,以再生能源取代天然氣燃燒產熱,藉此降低9成碳排放量。
但這個計畫能否成功,也取決於再生能源的發展狀況。博德指出,若產熱過程要以再生能源作為電力來源,需求量將相當大,屆時如何找到穩定供應、且價格有競爭力的再生能源,將成為挑戰。
園區內另一大二氧化碳排放,則是來自氫、氨氣的製程。氫氣是化工廠裡合成氨所需的主要元素之一,但現行天然氣裂解製氫法,每產1公噸氫氣就會產生0.9公噸二氧化碳,博德及團隊因此正研發新的甲烷熱解技術,將天然氣直接分解為氫氣和固態碳,就能在不排放二氧化碳的狀況下量產氫氣。
與「減碳潮流」接軌 台灣的下一個機會是?
面對德國化工園區經營者已在擘畫下一個20年的低碳生產,但在台灣,要出現一個像路德維希港如此大規模的能資源整合園區,恐怕還需要一段時間。
過去台灣政府在開闢工業區時較無產業連結概念,只是單純分配空間,給需地的廠商使用。近年雖然開始整合園區內的廢棄物處理及水回收等,但廠與廠之間的能資源連結性不高,可再使用的資源也常賣到國外、沒有就地利用。
要與工業區循環利用、減碳的潮流接軌,台灣的下一個機會,即是預定落腳高雄大林蒲的新材料循環產業園區。
負責規劃園區的經濟部工業局工業區組簡任技正陳建堂說,這個園區將依能資源循環利用率,來篩選進駐的產業。好比園區未來產業即可能以化學、金屬業為主,生產過程所需的原料及熱能,可就近由中油、中鋼提供;產出的廢酸液、廢溶劑經過處理,就能作為營建業或其他產業的生產原料。
能源部分,工業局目前初估園區用電量約需120MW,蒸汽需求每小時950噸。若能透過設置汽電共生設備、太陽光電及回收鄰近中鋼製程中產生的蒸氣,則每年將可減少32.4萬噸的碳排放量。用水部分,透過廢水處理及循環利用,再生水使用比例可達6成以上。
陳建堂指出,目前園區仍在規劃中,預計半年內會有確切規劃、提送環評審查。他也表示,除了產業搭配,未來民眾接受度也會是重要考量。
巴斯夫的路德維希港廠區,證明工業生產並不代表一定會製造大量廢棄物,更可能透過科學手段減污、減排。台灣要迎頭趕上,現在或許正是時機。
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經濟部 http://www.moea.gov.tw/
台糖公司 http://www.taisugar.com.tw/
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本案發言人暨聯絡人:經濟部人事處黃副處長麗玲
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中油化工製程 工作內容 在 林岱樺 Facebook 的最佳解答
提高石化廠安全管理 國際專家獻策 金屬中心舉辦石化產業研討會 邀請全球專家業者經驗分享 獲得中央重視
【2013-07-09 經濟日報 防蝕專輯 黃逢森╱撰稿 】
國內對石化產業之關注重點,一直圍繞在石化廠之安全性以及環保議題上。金屬中心執行經濟部技術處傳統產業加值轉型推動計畫,特別結合國內外石化相關產業舉辦國際研討會。藉由分享先進安全管理做法,對於石化業以及石化設備業而言,也是轉型升級的契機。
金屬中心日前邀請美商GE公司、瑞典公司、中鋼、台灣中油、台灣金屬材料、成功大學等單位學者專家,在金屬中心舉辦「石化設備防蝕及風險評估管理應用國際研討會」,共同針對管線腐蝕與石化廠工安事件間的關聯性、腐蝕之風險評估等,商討提升安全管理之因應策略。相關議題亦受到中央重視,包括經濟部技術處處長林全能、立法委員林岱樺等人亦出席活動。(以下是研討會的重點摘要)
設備自主創新
確保安全高值
主辦單位金屬中心執行長伏和中表示,對環境的保護以及人民的生命安全而言,任何工廠對其工安的落實,都是工業化社會的重要議題。石化產業尤其是龐大而複雜的產業,任何意外都可能對週遭社區、對環境、對經濟產值造成直接重大損失。高雄是石化、金屬的大本營,有6兆的年產值,未來產品的設備必須自主創新,以確保石化產品的高值化、低汙染、高安全性。金屬中心從民國96年開始輔導傳統產業創新及轉型升級,六年來成立76個產業研發聯盟,成功促進50億元投資及1,600個就業機會,對產業發展有很大的助益。這場國際研討會受經濟部技術處委託,邀集國內外重要業者分享石化廠防蝕相關的風險管理經驗,並且共同研擬國內可行之因應策略,對國內石化業者而言相當重要,也將帶動產業發展。
立法委員林岱樺出席活動時表示,經濟、環保絕對有平衡點,高雄有三輕、四輕、五輕,台灣的石化業在世界具有競爭力,但在經濟發展中,環保工安要求平衡點,石化業者要把工安環保的成本,納入設備投資中,讓民眾信任安心,找出更安全、環保、有競爭力的方法。
慎選耐蝕材料
降低加工成本
瑞典公司Mr. Olof Andersson指出,石化廠的管件、控制閥的腐蝕的防治,材料的選擇很重要,要先評估石化廠的 CO2、H2S及O2的濃度,操作的溫度、壓力、酸鹼度等條件,探討腐蝕的原因,有何化學反應。材料的選擇要具備變形量低、耐磨耗、抗腐蝕等功能,使用合適的耐蝕加工處理,可節省訂購更換新品的成本和時間。
美國奇異日本非破壞檢查機械營業本部長漆原將樹說,奇異公司對於管件內部使用數位繞性內視鏡,可在相對較想的開口進入管線內部,透過數位影像與量測來評估管路內表面的狀況,針對管對接的銲道品質問題,提到相位陣列式超音波及所謂的「 TOFD衍射時間飛行檢測法」等較先進檢測技術,相位陣列超音波根據使用許多微小壓電晶片利用時間延遲的方式在不同時間激發每一個晶片,在經過訊號處理而可以產生音波聚焦或是扇形掃瞄的效果,對於銲道超音波檢測提供更為影像化的判定方式,更在厚度限制上已逐漸取代射線檢測。
落實管線防蝕
降低意外損失
成功大學教授蔡文達表示,根據調查數據,石化工廠爆炸事件50%以上,皆來自管線受到腐蝕,因而導致意外發生。在美國及其他工業國家,均將防蝕議題建置在標準作業規範中,藉以對腐蝕因素而引發的工安意外加強掌握,並抑制設備腐蝕的因素。同時制定石化設備風險評估作業規範,以確保各方面的安全性。根據美日導入風險管控作業的經驗顯示,落實防蝕做法後,因腐蝕而引發之意外減少了高達70%,整體損失也從占GNP的3~5%下降至0.5%以下。這些數據值得國內石化業者參考借鏡。
中鋼RBI系統
完整風險預測
中鋼公司產品研究組劉宏義,分享該公司建置RBI系統之經驗及作法,中鋼發展出一套以RBI(風險評估)為基礎的歲修檢查方法,融合API581、TWI、勞委會延長設備開放檢查等規範,加上自行發展的DER檢測模式,對設備檢查提供更全面的技術服務。整個中鋼設備歲修檢查工作流程從設備檢測資料庫建立開始,接著進行設備腐蝕地圖╱環路建置及檢測工作規劃,再由兩組人力分別執行 NDT與腐蝕檢測,掌握目前設備之腐蝕、劣化型態與原因分析、風險與失效危害評估,最後提出設備維修與改善建議,及下次歲修檢測或替代檢查建議,完成整個風險評估檢查。
由於具有NDT及材料腐蝕兩組專長人員進行,NDT提供設備目前劣化狀況,而材料腐蝕專家進一步掌握劣化原因及壽命預測。兩種不同方式檢查結果集合後,提供完整設備的風險預測。相關RBI檢查技術也經常服務國內大小石化廠,獲得一致好評。
制定管線法規
落實清查工作
中油煉製研究所經理蘇俊吉,針對製程管線機械完整性提出說明,根據國外重大事故統計發現製程管線發生頻率最高,約占34%,其中以機械性損傷為主因,約占41%,相較於壓力容器、儲槽,管線結構、內容物組成、相態以及流速等變性異性大,再加上管線無法進入檢查、需拆保溫和搭架等因素,在管理上存在較多不確定因素;這次提出在美國職業安全與健康管理局(OSHA)製程安全管理(PSM)中之機械完整性(MI)架構下,利用風險基準檢查(RBI)來篩選出關鍵性管線,並充分應用工業認可和一般可接受好的美國石油協會(API)相關規範,來建立檢查和評估程式,最後並以包覆層下腐蝕(CUI)實例來說明如何以MI、RBI和API來落實清查、檢查、改善和預防等工作,防範事故於未然。
發表「石化設備腐蝕之先進檢測技術」的台灣金屬材料公司李秉鴻博士表示,由92年開始引進導波長距離管線檢測技術,10年以來多為中油、台塑與台電等公司提供超聲導波檢測服務,主要目的是為了遍佈石化廠內的眾多管線進行整體腐蝕檢測。管線為了保溫與保冷會在管線外部包覆一層材料,降低了傳統非破檢測技術施作的可能性,超聲導波因為低頻超音波在管線上具長距離傳遞之能力,成為檢測包覆下腐蝕之最佳檢測技術。
石化設備中的高壓容器國內已有相關法規督促設備定期檢查,然而發生事故機率最高的管線卻無國內法規來遵循,石化業者無所適從,為了國人生命財產安全的保障,建議國內立法單位能儘速進行制定管線定期檢查之法規。
(以上半版為經濟部贊助,金屬中心廣告)