沼氣發電：台灣綠色能源的挑戰

文／董冠麟（台灣大學地理環境資源系、生物環境系統工程系學生）

在瑞典常見的BIOGAS BUS（圖片來源：Agroco Advantage）

　　到瑞典搭乘公車時，你可能會觀察到這邊的公車上會寫著「BIOGASBUS」；而路上也會看見寫有BIOGAS的加油站；究竟什麼是BIOGAS是什麼？

沼氣有什麼可能？

　　沼氣（BIOGAS）是將有機廢物（如廚餘或動物糞尿水等）經厭氧分解及發酵後所產生的能源；沼氣中甲烷占50~65%、二氧化碳占30~45%，其餘氣體包括水氣及其他微量氣體（根據廢物來源不同，會有比例上的差異）。沼氣發電即是利用其中的甲烷做發電使用。此外，經厭氧作用後的廢棄物殘餘（稱作沼渣），因為已經過厭氧發酵，污染量已降低，又可做農業推肥使用。目前已有沼氣發電的國家以歐盟、美國及中國為主，其他亞洲國家如南韓、泰國及台灣也正在努力嘗試發展相關技術。

沼氣發電原理

　　在沼氣生成後，需先經過純化處理去除硫化氫等腐蝕氣體，才能導入沼氣引擎發電機產生電力。其中去除腐蝕氣體的目的在避免氣體腐蝕管線及設備，降低設備使用壽命，目前的純化方式則包括生物脫硫法及水洗法。在經過純化後，沼氣會被導入引擎燃燒，並將化學能轉換為機械能，並帶動發電機發電，最後送出供電。

沼氣發電原理（圖片來源：經濟部）

國外案例及使用現況

　　在沼氣發電技術上，目前以歐洲、美國相對完善，其中歐洲又以德國與義大利有最多的沼氣發電廠；亞洲部分，泰國在1995年即利用農業廢棄物與工廠廢水轉換沼氣作為替代能源使用；韓國於2009年引進瑞典廠商技術並在蔚山市興建新沼氣生產廠，將汙水及食品垃圾等轉化為沼氣燃料。中國中西部偏僻地區因畜牧產業多並規模充足，因此部分大型畜戶也正積極發展及應用相關技術。

　　目前沼氣回收技術落實最完善的國家應屬瑞典。瑞典為了有效回收這些有機廢棄物，在城市中設置了許多真空抽吸管，提供都市居民傾倒生活廚餘，這些生活廚餘在導入後，會被自動送至一個處理中心，進行廚餘分類並產生沼氣；針對畜牧產業廢棄物，許多畜牧養殖場也設有養殖廢水的處理場，能夠將養殖廢水經過分類、厭氧分解及發酵產生甲烷。

　　在今天，瑞典交通工具的氣體燃料中，沼氣占其中的58%，其中包括沼氣燃料及汽油、沼氣、天然氣混合燃料交通工具；更在2005年發展出全世界第一輛以沼氣發電的火車。

台灣的沼氣發展現況及挑戰

　　台灣是否也能利用沼氣來發電？根據環保署統計2012年廚餘回收量為79萬5,213公噸；其中處理方式以生廚餘送至掩埋場或做土壤改良物使用，熟廚餘則以送予名營養豬場做飼料使用，剩餘廚餘則做垃圾掩埋。又根據環保署統計2013年底台灣畜牧飼養量中，豬隻為5,806千頭、牛隻為142千頭、雞隻91百萬頭。整體而言，台灣的有機廢棄物總量應屬充足。

　　然而，就台灣目前的現況而言，技術上最大的阻礙包括相關技術不純熟、相關機具購買及維修成本相對高；結構上，台灣的養殖戶多為小型畜戶；發電成本對小型畜戶來說相對高於原本的處理成本，因此目前尚無法將沼氣回收技術完全落實於畜牧產業。若需近一步提升沼氣回收量，則有賴政府的相關機制及措施來協助畜戶進行沼氣發電。


引用文獻

1. 郭猛德、蕭庭訓、王政騰 2008。養豬三段式廢水與污泥處。畜牧半月刊，81: 29-38。
   
2. 蘇忠楨 2008。綠能養豬發展新契機。現代養豬4月號，69-76。
3. 中華民國環境保護統計年報。1-25，2-240。