文／劉芝君 圖片提供／工業技術研究院中分院沼氣發電推動計畫辦公室
《水污染防治法》嚴格開鍘，廢水問題成了養豬戶難以逭逃的責任與經營壓力。目前臺灣有95％養豬場建置三段式廢水處理設備，若各步驟有確實發揮機能，一來有助事業廢水達放流水標準，二則厭氧醱酵階段所蘊積的沼氣可再利用或轉換成電力躉售。
臺灣曾在20年前推動沼氣發電，無奈失敗告終，問題出在兩個關鍵──沼氣脫硫還不完善以及產業鏈未臻成熟。20年後，若有業者想投入沼氣發電，計畫辦公室團隊會走訪畜牧場實地勘察，從輔導經營合法化、水質與沼氣檢測、經營評估、廠商名錄提供等，以一條龍式整合窗口，協助業者找到最佳經營模式。
精準評估沼氣產能，產電利潤算得出
早年建置沼氣發電設備，「飼養量」是設計擘畫的依據，但養豬頭數與沼氣產能非絕對的正比關係，飼養模式、廢水處理等都會影響產氣量和效率。錯估設備再加上沼氣發電收益不如預期，前期投資成本不易攤提回收，業者投入意願自然不高。李志杰提到，曾調查一些建置沼氣發電的案場為何不賺錢，不少出在沼氣罄盡而導致運轉率過低，「譬如實際上只有100瓩（kW）的裝置容量，卻架設200瓩的發電機，會出現這種現象，就來自高估產氣量及發電量。」
圖為水洗式脫硫設備。沼氣中含有具腐蝕性的硫化氫，極易造成設備損壞，因此脫硫為沼氣發電和再利用時的重要處理步驟。
今日要做沼氣發電，會先以科學儀器檢測厭氧醱酵槽的沼氣濃度，直接觀察產能得到精確數據；根據《沼氣再利用（發電）推廣與沼氣發電機操作手冊》所載，每0.7 m3的沼氣可產生1度電，按經濟部能源局公布的2020年再生能源電能躉購費率，生質能項目若有厭氧醱酵設備且裝置容量級距1瓩以上，躉購費率每度5.1176元，若符合前述條件的養豬場，假設一天可生產2,000 m3沼氣，則每月售電收入約新臺幣44萬元。換句話說，日後養豬場每月能產多少電、帶來多少收入，皆可徹底預測和數據化，如此一來就能推算有利潤可行的建置成本並需要多長攤提時間。李志杰舉例，「假設農戶預計八年後回收，若八年間售電所得640萬，評估建置與維護成本就會在640萬這個額度，畢竟發電設備複雜也較昂貴，要脫硫、發電、併聯和饋線，如果640萬做不起來，建議農民自用就好，沼氣再利用也是節省成本。」
圖為曝氣處理設備。讓空氣通入廢水，增加裡頭 的溶氧量，以利好氧菌分解水中的殘餘有機質。
當產業鏈成熟，三段式還是兩段式好？
過去臺灣推動沼氣發電躓踣難行，一部分也來自產業鏈不成熟。沼氣發電原理，是讓沼氣於內燃機進行燃燒，再推動發電機來產生電能，早年沼氣設備及技術層次未臻成熟，致使發電機前脫硫﹝註2﹞與脫水﹝註3﹞等重點處理步驟付之闕如，從而造成沼氣發電機不穩及設備損壞率高等問題，要維修也求助無門。今日沼氣發電捲土重來，當廢水、畜舍等農業端問題解決後，計畫辦公室也同步整合設備廠商，甚至農民遇到資金問題時也協助尋求政策性貸款，不僅建構產業鏈，也提供農民一條龍式服務。
再者，養豬是臺灣大宗畜牧業，輔以三段式廢水處理普及率高，由此發展沼氣再利用和發電，具備相對優勢；至於國外行之有年的兩段式廢水處理（厭氧醱酵、好氧處理），則是糞尿不做固液分離，直接進入槽體，由於固形物多，因此沼氣產量亦豐。李志杰說，三段式屬於廢水處理思維，兩段式則從發電效益出發，但依據臺灣在地條件，若由畜牧場自身主導，他認為仍以三段式為佳，「兩段式因技術門檻、建置與維護成本都高，建議走異業結盟模式，畢竟對農民來說，養豬才是主要收入，沼氣再利用或發電算附屬。」目前臺灣採行兩段式廢水處理大場，包括新合興牧場以及張林素梅畜牧場二場，這兩家皆與能源業者合作，目前也均已併聯發電。
圖為小型的沼氣發電設備系統。關於沼氣發電，包括行政院農業委員會、環境保護署以及經濟部能源局都有相關補助。
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