有機廢棄物

沼氣發電並不是新鮮事。1950年代，人類就開始有系統地研究沼氣發電技術。1973年第一次石油危機發生，世界各國對再生能源投入高度關注，沼氣發電也是其中之一。近年由於氣候暖化加劇，根據聯合國糧食及農業組織（FAO）發表的報告《畜牧業的巨大陰影》，全球畜牧產業的溫室氣體排放量佔總排放量的18%，能有效減少溫室氣體的沼氣發電，再次因綠能的角色被推上浪頭。 沼氣發電的原理，來自於將有機廢棄物（如動物糞尿、廚餘、有機汙泥等）在厭氧（缺乏氧氣）條件下進行有機物的分解，生成沼氣以後，經純化處理，去除硫化氫等腐蝕氣體，再將沼氣導入燃料引擎發電機產生電力。 1991年，國內農政單位也曾獎勵農家裝設發電機，但當時技術不夠成熟，未經脫硫程序，就直接將沼氣氣體送到發電機，造成硫化氫腐蝕設備，又因設備多以進口為主，維修成本高昂，終以失敗告終。有此前車之鑑，這一回，台灣如何將沼氣發電真正扎根在產業？ 工研院中分院農能技術發展部經理李志杰（右）與隆盛畜牧場總經理林睿毅（左）合作，解決傳統畜牧場在廢水處理上的痛點。 沼氣發電的產業化 造成卡關的地方，並不在於技術，「沼氣發電的技術早已純熟，但台灣的商業模式還是不純熟。」工業技術研究院中分院農能技術發展部經理李志杰說。呼應了台灣政府推動能源轉型政策，2016年工研院開始輔導民間產業推廣沼氣發電，「一個甲烷的溫室效應是二氧化碳的25倍，倘若拿去發電，立即減為原本的1/25，甚至還能產生可觀的碳權。」李志杰振奮地說。 然而，他觀察到，由於台灣投入沼氣發電的案場太少，設備商也少，設備的建置成本拉高，維護也相較不易，要想打破這樣雞生蛋、蛋生雞的困境，解方是要讓沼氣發電「產業化」。 幸運的是，彼時的台灣雖沒有專門的沼氣發電供應商，但卻有不少產業有潛力可以跨入，「好比從事柴油發電機的廠商，運用同樣的電頭，但不同的料源（沼氣），就可以多一門生意。鍋爐廠商原本專門燃燒蒸氣給食品工業使用，也可以把燃燒的技術運用在沼氣發電上。」李志杰說明。 他主動擔綱起促成與媒合的角色，踏入民間產業進行遊說，終於讓發電機、鍋爐、氣體處理、廢水處理等業者紛紛延伸事業觸角，一環扣合起一環，生態系逐步成形。如今國內沼氣發電的供應商約有40家，李志杰笑稱，這是一種國家隊。 也由於多數供應商僅專精設備中的其中一項，故初期沼氣發電的推動，由工研院肩負起系統設計與整合的工作，如今也將經驗交棒到業者手中。好比以航太起家的漢翔航空工業，由於引擎技術的相近性，也將事業延伸到沼氣發電的引擎設備上，如今的漢翔也從單純的代理銷售晉升為系統整合者，台北市山豬窟垃圾衛生掩埋場、中央畜牧場、漢寶牧場等案場的沼氣發電系統，都是由漢翔經手。 廢水處理牽涉許多眉角，是許多養豬業者心上的一塊大石。 要做沼氣發電，先處理好水 另一頭，李志杰也深入台灣各地的畜牧場。李志杰表示，飼養數量超過5,000頭以上的畜牧場，因為產生的有機料源足夠，尤其合適投入做沼氣發電。 但他也察覺到，由於沼氣發電的前端步驟正是廢水處理。畜牧場的廢水處理共分三步驟：先將豬糞尿固液分離；再將分離後的液體經厭氣槽消化；接著經過好氧處理。但因厭氧過程牽涉到厭氣池桶槽的大小、廢水停留的時間，以及過程產生的大量汙泥該如何去化等關鍵性技術問題，因此廢水處理往往被畜牧業者視為心頭大患。廢水處理不好，不僅環境臭氣沖天，引人嫌惡，還造成汙染，可能被環保署勒令停業，更遑論做沼氣發電。看準了這點，李志杰除了給予改善建議，也親自捲起袖口陪伴畜牧場一起解決問題。 尤其困難的是，台灣地狹人稠，土地取得成本高昂，廢水處理設施所需空間不小。李志杰考量經營者的立場，在不降低豬隻飼養數量的前提下，建議畜牧場可以將傳統豬舍改為現代化的高床式豬舍，讓豬隻可以與排泄物分離，就可以減少為了清理畜舍及豬身上的糞便所產生的大量廢水。 農工跨域合作，去化有機汙泥 另外，在廢水處理的厭氧過程生產的大量汙泥，必須動用汙泥抽水機抽取，不僅耗能，每噸的處理費約7,000到2萬元不等，是養豬場的莫大負擔。李志杰從創新的角度尋找汙泥再利用的可能方式，他發現，這些汙泥富含有機質及高濃度的微生物，可以運用在工業廢水處理上。 「工業廢水的毒性高，多屬強酸、強鹼，有機質少，但畜牧場產生的汙泥有著豐富的微生物菌相，投到工業廢水中，就像人可以藉著喝優酪乳來補充好菌，讓工業不需要使用藥物處理，可以採生物處理的方法來幫廢水降解。」經過李志杰的媒合，這些原本讓養豬場頭痛不已的廢棄物，翻身成為寶物，不少石化業、紡織業、光電業業者甚至樂於前往養豬場收取。 至於規模較小的養豬場雖然不適合做沼氣發電，亦可以利用沼氣轉化的熱能，作為仔豬保溫使用，同樣取代原本耗能的保溫燈。這些誠意之舉，終於說動了許多畜牧場投入綠能的行伍，「台灣目前頭數在5,000以上的案場有134家，做沼氣發電或沼氣熱能利用的比例達到七、八成。」 養豬場在廢水處理過程產生的汙泥，微生物菌相豐富，可拿來幫助化工業的廢水降解。 處理好的廢水不僅不臭，還散發出淡淡的青草香。 建立養豬場的內循環 在盛夏八月，李志杰領著我們一行人踏入彰化芳苑的隆盛畜牧場。隆盛畜牧場總經理林睿毅領著我們走在偌大的牧場中，來到廢水處理系統終端的終沉池，他拉出管線讓我們一瞧，準備排放出去的廢水經過處理，呈現出淺淺的灰綠，不僅毫無惡臭，還散發出淡淡的青草香。「看廢水能夠處理到這種水準，真的很療癒。」林睿毅與李志杰不約而同地說，臉上滿是笑。 當我好奇問起林睿毅願意投入沼氣發電的動機，他乾脆地說：「是出於一種不服氣。」業務出身的他，並不像許多同輩的業者，因為身為農二、三代才回家接班，正因看準了產業的發展潛力，才讓他毅然轉行，不甘養豬產業髒與臭的刻板印象，他以企業經營者的靈活與務實，不斷在各個環節中尋求精進與創新的機會。 隆盛畜牧場是林睿毅在八年前才收購下來的養豬場。不像許多養豬場為追求生產效益，豬舍蓋好蓋滿，隆盛的環保設施基礎相當的好，這讓林睿毅在收購時看準了它的發展潛力，甚至願意溢價收購。營運了快半世紀的畜牧場，在他的領導下仍在進化當中。如今場內飼養了1萬2,000頭豬，除了改用節水的高床式豬舍，加裝沼氣發電的設備，電能供給養豬場的風扇使用；豬舍四周也種上不少綠樹降溫；屋頂架設起一排排太陽能板，並改用雙層牆壁隔熱與加厚的鐵皮屋頂來降溫。 減廢節能的方法是全面性且多管齊下的，林睿毅侃侃談起未來的遠景。他想利用附近已經廢耕的農田種植玉米，農田可援引處理好的廢水進行澆灌，收成後的全株玉米乾燥加工，製成發酵豬飼料，除了取代碳足跡較高的進口飼料。他期待飼料的利用率可以達到90％，減少糞便量之餘，還要讓飼料效率（指在一定時間內，動物攝取飼料的重量與體重增加的重量兩者間的比例）提高，「同事都說我是瘋子。但歷史上，都是瘋子才會做最狂熱的事吧。」林睿毅笑說。 但另一面林睿毅也認真地表示，他的想法其實並不天馬行空，在傳統農業社會，人們以廚餘養豬，老一輩的人總說，吃廚餘的豬不易生病且美味，秘密就在於廚餘發酵以後產生的好菌。然現代的畜產業，除了借重經驗，更應該追求科學，「讓傳統的智慧，可以尋求現代化的方法。」林睿毅說。 豬肉在台灣飲食裡扮演了相當重要的角色，養豬曾是許多家庭貼補家計的重要副業，當傳統產業因應時代進行轉型，畜產業將不僅是食物的提供者，還能是綠能的創造者，可與百工百業並肩對抗氣候變遷。隆盛的蛻變歷程，正為現代畜產業的必經之路。 形狀猶如大熱狗的紅泥膠皮袋，裡頭貯存了滿滿沼氣。 本文來自：綠色畜牧業 萌發中的台灣沼氣發電產業 – 台灣光華雜誌 (taiwan-panorama.com)