談到農工合作,多指農業借工業科技力量轉型升級,擺脫看天吃飯的困境。在2050淨零碳排的目標下,低碳能源頓成明日之星,農村養豬戶投入綠電或沼氣發電,不僅增加賣電收益、養豬汙泥更是降解工業廢水的高值產物,未來還有機會為工業生產提供可觀的碳權,是農業回饋工業的最佳典範。
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善用農畜資源還綠大地

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行事曆icon 2022/09/25
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工研院團隊協助養豬戶排除發電的法規障礙,整合厭氧發酵、脫硫至沼氣發電系統等設備之建置,協助一個接一個養豬場,逐步建立起臺灣沼氣發電的規模。

工研院團隊協助養豬戶排除發電的法規障礙,整合厭氧發酵、脫硫至沼氣發電系統等設備之建置,協助一個接一個養豬場,逐步建立起臺灣沼氣發電的規模。


撰文/林玉圓

談到農工合作,多指農業借工業科技力量轉型升級,擺脫看天吃飯的困境。在2050淨零碳排的目標下,低碳能源頓成明日之星,農村養豬戶投入綠電或沼氣發電,不僅增加賣電收益、養豬汙泥更是降解工業廢水的高值產物,未來還有機會為工業生產提供可觀的碳權,是農業回饋工業的最佳典範。

臺灣有6,400座大大小小的養豬場,飼養豬隻超過550萬頭。早年部分豬農無力處理養豬廢水,導致臭味四溢甚至汙染河川,形成環境的沈重負擔。所幸這個情況已明顯改善,在政府與工研院的努力下,沼氣發電讓養豬汙泥變黃金,豬農不再背負環保壓力,反而一躍成為綠電與碳權的生力軍。


國內沼氣發電 規模已達7.2 MW

目前全臺養豬戶所建置的沼氣發電裝置容量,已達7.2MW,可供應1.2萬個家戶的日常用電;有別於太陽光電及風電僅能間歇性發電,沼氣發電24小時都能運轉,未來很有機會成為基載再生能源,在臺灣2050淨零路徑中擔綱重責大任。

養豬汙泥如何變黃金?工研院中分院產業綠色技術組副組長,同時兼任農委會沼氣發電推動計畫辦公室主任李志杰解釋,養豬廢水經過固液分離、厭氧醱酵、好氧處理等3個階段,廢水就不再髒臭,還會有淡淡的青草香,可安心放流,回歸大自然。其中在「厭氧醱酵」階段,會產生大量的沼氣和甲烷,可作為發電之用。


厭氧醱酵 養豬廢水產生沼氣

「其實困難的不是技術,而是溝通,」李志杰說,20年前國內就曾推動沼氣發電,但因技術不成熟反而讓養豬戶有所顧忌。「2015年我們開始一一拜訪養豬戶,提到沼氣發電大家都搖頭。所以我們決定換個角度來溝通,先協助養豬戶『處理廢水』。」

李志杰和團隊替養豬場建立廢水處理3階段流程,讓廢水合法放流,幫豬農解決環保問題;但廢水中含有大量汙泥,必須先加以去化,才能提高廢水處理效能。以往這類汙泥的處理費用每噸達7,000至2萬元,由於成本太高,養豬場索性不處理。李志杰說,「這些汙泥是寶物,是菌相豐富的有機質,就像人體腸道內的益生菌,能夠降解許多毒素,舉凡工業廢水的幾個排放標準,包括化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、固體懸浮物濃度(SS)、氨氮等,在養豬汙泥裡都有相對應的菌種可以處理。」


汙泥富含有機質 可降解工業廢水

李志杰替每個養豬場進行汙泥的菌相篩選,再與不同產業的工業廢水進行配對,「石化業、紡織業、光電業,都樂得運用這些養豬汙泥,將工業廢水中的有毒物質加以降解。」對養豬戶來說,這些以往必須花錢處理的汙泥,現在有工廠會來載走,而且還供不應求。養豬戶的環保及成本問題都得到解決,對工研院團隊信心大增,便同意進一步投入沼氣發電。

豬農雖有意願,還需要法規與資金的協助,工研院團隊不僅幫忙豬農與農委會溝通,同時爭取廢水處理補助。此外,豬農也須與沼氣發電產業鏈搭上線,從厭氧發酵、脫硫、發電鍋爐到發電系統,每個設備和過程都要有業者提供解決方案。在工研院的輔導下,整個產業鏈的不同廠商一一成形。「就這樣,全臺各地,一個養豬場接著一個養豬場,逐步建立起沼氣發電的規模。」

李志杰坦言,國內約6,400座養豬場,9成屬於千頭以下的小規模養豬場,投入沼氣發電較難達到經濟規模。這類小型豬農,工研院輔導他們將沼氣轉為熱能,作為仔豬保溫之用,取代原本耗電的保溫燈,同樣有節能環保功效。


豬農沼氣發電 已減碳6.4萬噸

過去6、7年,李志杰與團隊跑遍全臺約1,400座養豬場,建立了138座沼氣發電站,相當於減碳6.4萬噸。「很多工業大廠也跟進投入沼氣發電,因為他們運用養豬汙泥來降解工業廢水的過程中,也會產生大量沼氣。」

在豬農帶動、工業跟進下,國內的沼氣發電已初具規模,未來還有更大的發展潛力。依據過去幾年的經驗,團隊為每個案場設計符合需求的電力出口,例如以保證收購(FIT)模式售予台電,目前沼氣發電的躉購費率每度達5.18元,較光電及風電更高,且每年微幅上調,業主均樂觀看待售電商機。

而沼氣發電的業主也可選擇發電自用或供他人使用,如此一來,雖無躉購電力收入,卻能得到碳權。「全球供應鏈對淨零排放的要求愈來愈高,養豬場不必急著賣電,手上握有的碳權,未來只會更有價值。」李志杰說,目前全臺沼氣發電量,約有3成走台電FIT市場,7成是自用或供他人使用。這也促成新的商業模式,像是有工業大廠願意出資,為養豬場興建沼氣發電設備,工廠取得綠電與碳權,養豬場則享有廢水處理與收益的好處。


沼氣發電國家隊 對外輸出潛力大

國發會3月底公布「臺灣2050淨零排放路徑」,沼氣發電為主的生質能可望成為綠色能源的要角。李志杰表示,「沼氣發電不僅是能源政策,也是產業政策,目前國內對沼氣發電已有共識,也看到明確的發展方向。未來若能進一步鬆綁法規、提供誘因及補助、並鼓勵金融界參與,相信沼氣發電產業鏈的發展條件會更加成熟。」

展望未來,工研院過去幾年積極扎根,從豬農、設備商、系統商到綠電及碳權用戶,打造成一條龍的沼氣發電產業鏈,很有機會成為臺灣產業對外輸出的綠色契機。「印尼有許多離島漁村,缺乏電力,也無力興建發電廠,但肯定有畜牧或有機廢棄物可供沼氣發電之用。」李志杰認為,臺灣的沼氣發電解決方案因畜牧業的成功經驗,很有潛力向東南亞、南亞等地輸出,不止有潛力讓臺灣成為亞洲地區的生質能產業領導者,更能助全球2050達成淨零永續一臂之力。

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