【全文】豬糞、廢水變綠金 沼氣發電淘金潮來襲

文|林哲良    攝影|董孟航 王均峰    繪圖|欒昀茜
本刊調查,為減少溫室氣體排放,各國政府開始投入沼氣發電,還吸引許多大型跨國企業投入。(達志影像)

全球暖化問題日益嚴重,據研究顯示,畜牧業與工業排放的廢水,同時含有二氧化碳與甲烷,這2種造成溫室氣體效應的元凶。有鑑於此,去年聯合國氣候大會(COP26)通過一項「全球甲烷承諾」決議,宣示未來10年要減少30%的甲烷排放量。

本刊調查,為了解決廢棄物對地球環境造成的傷害,各國已全面啟動收集工廠及畜牧業有機廢棄物行動,加以轉換成沼氣發電,大幅降低甲烷排放量,一股沼氣淘金熱正在全球發酵。

聞到豬、牛糞便或工廠廢水,許多人可能會皺著眉頭、捏著鼻子,露出苦瓜臉。但對市場嗅覺敏銳的企業而言,這些豬、牛糞便與工廠廢水卻散發著濃濃的鈔票味;因為經過厭氧發酵等程序後,這些有機廢棄物,都將變身為沼氣及沼渣,成為能發電或做成有機肥料的「綠金」。

專家指出,與其讓工廠廢水汙染環境,不如透過厭氧發酵技術將其轉換為沼氣再利用,一舉數得。

台廠擁技術 有利可圖

本刊調查,為減少溫室氣體排放,各國政府開始投入沼氣發電,還吸引許多大型跨國企業投入。在美國加州,州政府罕見地針對牛糞所衍生出的天然氣,提出能源補助方法,並在當地掀起一股牛糞淘金熱。看上高額的補助金額,美國Clean Energy Fuels(潔淨能源燃料)還與歐洲能源巨擘BP(英國石油)、TotalEnergies SE(道達爾)攜手合作,共同砸下數億美元,把牛糞所產生的甲烷所製成的天然氣,取得相關補助。據外電報導,因補助金額太過誘人,不只讓能源公司Chevron(雪佛龍)打算加入戰局,就連電商巨擘Amazon(亞馬遜),也都想參一腳。

豬、牛糞便與工廠廢水經過厭氧發酵等程序之後,變成能發電或做成有機肥料的「綠金」。(CP Foods提供)

而這股沼氣發電熱潮也襲向台灣。農委會沼氣推動辦公室主任李志杰向本刊表示,利用農業廢棄物或工廠廢水等有機廢棄物進行沼氣發電,是一個環保結合能源的重要議題;不單能幫助地方政府解決令人頭痛的養豬場與畜牧業排泄物,以及工業廢水的問題,還能提高小型養豬廠的養豬意願。

根據工研院的評估,目前台灣每天可生成利用的沼氣潛能約30萬立方米,以一個立方米的沼氣平均可產生3度電計算,約可供9.4萬戶家庭使用,相當於一個離岸風場的電量。「從硬體設備來看,除發電機引擎外,不少台廠本身就具備生產沼氣及發電設備的技術能力,有利沼氣發電產業鏈的建構,讓台廠多一條路可以走。」李志杰說。

台灣的沼氣發電越來越受到中央與地方政治人物的重視。(台南市政府提供)

國際市場調查機構Fortune Business Insights預估,沼氣相關產業產值,將從2021年的256.0億美元(新台幣7,180億元),成長至2028年的370.2億美元(新台幣1兆多元),年複合成長率(CAGR)約5.4%;過去高舉著環保的大旗,並不足以成就美事,但這幾年,沼氣發電產值不斷增長,已被證實有利可圖,立刻吸引廠商搶進。

推動台灣沼氣發電多年的李志杰頗有感觸地說,早期國內沼氣發電的躉購電價,每度只有2、3元,縱使農委會有補助畜牧業者投資設備,但發電賺不了錢,不少業者買了設備後,也不見得拿來發電。但這幾年,台電將太陽能及離岸風電的躉購電價逐年調降,同時把沼氣發電躉購電價逆勢調升到每度5.18元後,讓誘因大幅增加;加上政府提高對畜牧業者排放廢棄物的稽查,胡蘿蔔與棒子並用,自然刺激畜牧業者對外尋求一舉兩得的解決方案。

法令與補助 鼓勵業者

產官學卯足勁大力推動,如今,台灣推動沼氣發電的成果已成為東南亞取經的對象,甚至派人來台觀摩。「新冠肺炎疫情發生前,包括泰國卜蜂等企業都曾來台觀摩過沼氣發電的案場,評估整廠輸出的可能性;若非疫情阻礙,台灣沼氣業者已在海外市場有所斬獲。」李志杰透露。

不只如此,為因應歐盟碳邊境調整機制將於2026年生效,未來要對進口高耗能產品收取碳關稅,讓台灣排碳大戶四處尋求解決之道。「像是亞東、長春、台化都曾經尋求協助;更有某業者表示,若能拿到碳權讓客戶的訂單順利落袋,縱使虧錢或發電的錢都給畜牧業者,也願意出錢資助。」李志杰興奮地說。

究竟台灣該如何發展沼氣發電產業?本刊詢問多位專家,大家普遍認為,「設備國產化」並非台灣發展的當務之急,反而該透過完善的法令與補助計畫,催生更多的沼氣發電案場,以實戰培養具國際競爭力的系統整合業者,「像永豐餘、漢翔、台以環能及亞氫動力等業者,都在沼氣案場的開發上著力甚深。」一位專家對本刊說。

在台灣,提到沼氣處理技術,永豐餘是公認的業界翹楚。鮮為人知的是,永豐餘是在嚴師出高徒的環境下,練就一身的好本事。「剛開始做紙廠時,廢水處理與排放標準較寬鬆,後來標準越來越嚴格,甚至連當時技術可能做不到的事情也寫進法令規範中,逼得永豐餘只好自己開發相關的生物技術;沒想到越做越有心得,沼氣量越來越多,燒掉可惜,最後索性就將它純化拿來發電。」永豐餘集團第二代掌門人何壽川日前接受本刊專訪半開玩笑地說。

永豐餘新屋廠裝置5,200KW沼氣發電機組,1年最大發電量4,200萬度,可供應近1萬2千戶家庭用電。(永豐餘提供)

永豐餘勝出 養厭氧菌

提起自家的沼氣處理技術,何壽川先是開心地說:「因為是廢棄物,所以原料不用錢,甚至還能跟對方收錢!」緊接著,又用驕傲地語氣表示:「永豐餘的技術,能夠處理各種不同的有機物,公司很清楚哪些東西要混什麼,哪些東西要加什麼,如何調配。所以永豐餘不單在自家的新屋廠與揚州廠,分別裝置5,200KW(千瓦)及6,000KW發電機組,更幫助台積電、日月光等半導體廠,以及桃園市等地方政府,處理工廠廢水、汙泥及水肥、廚餘等有機廢棄物。」

永豐餘在沼氣發電等循環經濟應用領域是公認的業界翹楚。(永豐餘提供)

永豐餘工紙新屋廠能源廠副廠長簡文政向本刊透露,一開始,公司也是參考國外的案例,拿國外的厭氧菌來處理廢水,之後再慢慢調整,找出自己的黃金配比,擁有自己獨家的厭氧菌。

目前永豐餘培養出的厭氧菌種活性表現極佳,一般來說,菌種的活性在厭氧系統裡的占比大概落在45到52等級,永豐餘則落在73到78等級。簡單來說,就是100個菌種裡面有78個活菌可充分被利用,大幅縮短將有機物轉換成沼氣所需要的時間。「別人可能需要花30個鐘頭,永豐餘只需要4個鐘頭,表現相當傑出,所以我們的厭氧菌也輸出到海外。」簡文政笑著說。

永豐餘以自家培養出的厭氧菌種,大幅縮短將有機物轉換成沼氣所需的時間,並獲得海外客戶的青睞。(永豐餘提供)

報團新模式 業者合股

相對於永豐餘著力於大量工業廢水與地方政府廢棄物。也有台廠放眼在規模較小的農業與畜牧業身上。因為處理畜牧業有機廢棄物的技術較複雜,成本結構較高,包括台以環能、亞氫動力、業興環境等業者,以「報團」及「中央處理工廠」的全新商業模式,邀請二十幾家酪農業者入股,成為命運共同體,試圖從牛糞中淘出綠金。

台以環能總經理柯忠昇對本刊表示,先與酪農合作是因為養牛的業者集中度較高,交通距離的問題相對較輕,倘若台南的案場能順利運作,將來也可以複製到雲林、彰化、屏東等酪農區,在全台設立10到12座的沼氣發電案場。

曾在證券業擔任過操盤手的柯忠昇坦言,專攻農業與畜牧業有機廢棄物,賺到的只是小錢,但對環境保護所做出的貢獻,卻是錢也買不到的成就感。「在畜牧業者規模很小的前提下,想做出有規模的沼氣發電,勢必要蒐集很多業者的廢棄物,以類似中央處理工廠的概念運作,才會成功。」柯忠昇說。

為了分攤風險及投資成本,柯忠昇找來亞氫動力合作,將案場的發電廠房與設備的規劃與投資,交給亞氫動力統籌。「我們的團隊多來自氫燃料電池領域,因為兩者的發電設備技術有共通處,且沼氣發電業務可提供穩定的現金流,才跨足沼氣發電設備;後來又考量要成為營運商才能永續經營,所以就跟台以環能合作,協助建置500KW的發電裝置容量。」亞氫動力總經理蕭逢祥說。

漢翔將戰鬥機引擎的核心技術延伸到沼氣發電,扮演系統整合商角色,幫業主建置合適的案場。

漢翔也投入 系統整合

大舉投入沼氣發電的業者,還有漢翔航空。提到漢翔,許多人的第一印象就是台灣航太領導廠商,「為避免業務過度集中航太事業,漢翔早已啟動多角化經營,爆發新冠肺炎疫情後,更加速將沼氣發電及儲能業務,列為拓展重點。」漢翔董事長胡開宏對本刊娓娓述說成因。

漢翔總經理馬萬鈞則補充,漢翔有三分之一業務都跟飛機引擎有關,而台電使用的氣渦輪發電機引擎,與戰鬥機引擎的核心技術幾乎一模一樣。「把這項技術延伸到沼氣發電,也算順理成章,就讓它不要燒油,而是燒沼氣,就能成為沼氣發電。」馬萬鈞笑著說。

漢翔董事長胡開宏表示,公司將沼氣發電及儲能等業務,列為多角化重點。(漢翔提供)

其實,漢翔並非只是代理銷售發電設備,還能幫業主建置合適的案場,扮演系統整合商角色,像是台北市山豬窟垃圾掩埋場、統一企業、漢寶畜牧場、中央畜牧場等,都是漢翔的客戶。

受訪業者及專家不約而同表示,人類每天生活就產生這麼多的有機廢棄物,如今這些廢棄物可透過沼氣發電,或再利用讓環境變得更乾淨,既然對環境友善,又能幫助解決電力供應問題,還讓台灣業者又開創一條新出路,真可謂一舉三得。

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