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專欄-綠能台糖-沼氣,來自牧場的環保能源


2月號 2017 Feb
專欄-綠能台糖-沼氣,來自牧場的環保能源

文/沼氣利用組 梁耀光

荷蘭的沼氣中心

荷蘭的沼氣中心

「豬牛屎尿嘛是寶、作肥發電尚蓋好!」環保署為了鼓勵畜牧業者加入沼液沼渣作為農地肥分使用的行列,祭出多項政策利多,希望能吸引更多畜牧業者加入,將禽畜糞尿透過厭氧發酵產生沼氣來發電,沼液沼渣則作為農地肥分,進而達到改善河川污染、空氣污染,公司黃董事長到任後便著手發展綠能事業,並積極推動畜殖場沼氣業務,逐步實現循環經濟的理念。

為了加快腳步,直接引進關鍵技術是最快最有效率的方式,這也促成了這次荷蘭丹麥的參訪,希望透過參訪的過程,吸收國外的先進技術與觀念,能有助於公司即將發展的綠能產業;畜牧是丹麥及荷蘭的重要產業,丹麥更是世界最大的豬肉出口國,畜牧產生的廢棄物數量龐大,早年都是回歸田間作為肥分使用,由於法規規定必須儲存9個月才能於田間施用,也因此逐漸開發成沼氣生產事業,經過三十多年來的發展,目前已經是世界上重要的沼氣生產國,不僅是丹麥和荷蘭,整個歐洲的沼氣產業都正在蓬勃發展中。


沼氣生產設施依照規模分成小型、農場型及企業型等3類,此行參觀荷蘭與丹麥的沼氣場分別為農場型及企業型各1場,依序將各場分別介紹如下:

一、荷蘭:參訪的2個場均為HoSt Bioenergy Installations公司規劃設置的沼氣場。

(一)農場型沼氣場:這是個有機乳牛牧場,牛糞及墊料收集後堆置作為沼氣生產的料源,由於單獨使用牛糞作為料源會造成沼氣生產量偏低,因此,添加農業廢棄物以增加碳源,農業廢棄物的來源包括附近農場淘汰的柳橙、洋蔥和馬鈴薯,有時候也會搭配樹葉等植物殘體,這些料源經過進料器絞碎後,透過輸送機送進發酵槽,由於料源大多是固體,因此,發酵槽裡的固形物含量約有35%,屬於乾式厭氧發酵,發酵槽中有該公司特有的脫硫設施,利用微生物將硫化氫轉化成為固態硫分子,沼氣中的硫化氫降低至300ppm以下,再經活性炭脫硫處理後即可用來發電,電力提供做為牧場內使用,發電產生的餘熱則提供作為發酵槽及牧場內各種設施的保溫,剩餘的沼氣則以槽車運送出售,沼渣沼液在儲存槽中存放約4個月後,以槽車載運至農場中施灌,做為農場種植牧草的有機肥料來源,如此循環利用有機物的資源,使其能達到最大的效益。

(二)企業型沼氣中心:位在Waalwijk的沼氣中心,於2014年10月開始興建,2015年5月開始運轉,使用的料源包括過期食品、廢棄之農產品、道路清除的雜草及浮選汙泥等,進料處加裝細碎設備以增加反應容積,兩段式的發酵槽,包括後發酵槽的高溫(56℃)發酵,使甲烷氣的產能達到最高,產生的沼氣以生物脫硫及活性炭去除硫化氫,將H2S含量降低至10ppm以下,再以薄膜過濾法去除二氧化碳及水,把甲烷的純度提高到97%以上,每小時可以產出850立方米的沼氣並經純化成500立方米的天然氣併入當地的供應網,沼渣沼液先經固液分離,固體部分添加稻桿等並經混拌後熟,調整營養成分做成有機肥後外銷到法國;液體部分先以離心法去除固體顆粒部分,再以過濾法去除有機質,最後經由厭氧氨氧化作用(Anammox)去除廢水中的氨,淨化後的廢水則直接排放到自然水體中。廠內本身並不發電,各項設備操作所需的電力由外部供應,並將機具產生的熱回收使用,主要用於發酵槽保溫。

荷蘭的農場型沼氣場及農業廢棄物料源(1) 
荷蘭的農場型沼氣場及農業廢棄物料源(2)

荷蘭的農場型沼氣場及農業廢棄物料源


二、丹麥

(一)農場型:這是由lundsby公司負責建造的沼氣場,以豬糞尿混合雞糞為主,添加粉碎後的乾草料及玉米桿等固形物及甘油作為料源,部分沼液返送至固體進料槽混合,前後發酵槽的運作方式可以提高沼氣場量,廠內設置一座燃燒爐,燃燒沼氣或乾草以提供熱源作為發酵槽保溫之用,產生的沼氣經過薄膜過濾法純化後併入當地天然氣網路出售,沼渣沼液經過儲存後,提供本身農場使用之外,也運送至周邊提供料源的合約農場施用。

丹麥的農場型沼氣場

丹麥的農場型沼氣場(by Lundsby)

(二)企業型沼氣中心:專業的大型沼氣中心,由NatureE n e r g y 公司、系統供應商Xergi公司及附近農場共同投資興建,蒐集附近方圓20公里約50家農場的廢棄物(禽畜糞+墊料)、能源作物、屠宰場廢料及有機廢棄物(過期或無商品價值食品等)為料源,固體料源先經過切磨粉碎後送入發酵槽,液體料源(主要是豬糞尿)則由槽車運送,設有3座大型前發酵槽,2座後發酵槽及儲存槽等,年處理量達39.4萬公噸,每小時可以產出3,000立方米的沼氣,經純化產生1,800立方米的天然氣全數併入當地的天然氣網路,發酵後的沼渣沼液也運回提供料源的農場作為有機肥料使用。

丹麥的沼氣中心(Nature Energy)

丹麥的沼氣中心(Nature Energy)

 

看過了荷蘭及丹麥的沼氣生產場,他們把畜牧業產生的動物糞便透過厭氧發酵產生沼氣,轉換成能源使用,沼渣沼液則當成有機肥回歸農場,充分展現了環保署所提倡的「豬牛屎尿嘛是寶、作肥發電尚蓋好」;相較於此行所見所聞,國內的畜牧廢棄物處理仍有很大的改善空間,不論是從農業、環保或能源經濟等方面來看,沼氣產業確實是值得我們努力的方向。 

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