107年沼氣再利用(發電)推廣成果
- 發布日期:2019-04-10
- 資料來源:沼氣發電與再利用資訊網
本計畫輔導團隊自106年持續以養豬產業振興為目標推動沼氣再利用(發電),除了致力於提供諮詢服務與技術輔導外,更著重污染防治與優質環境構建,與推廣沼氣再利用(發電)應用於農業及相關產業等。輔導團隊透過與各縣市農政單位、養豬產業團體合力推動工作與相互串聯。107年度已輔導全台案場383場、廢水優化輔導185場、沼氣再利用輔導287場、沼氣發電輔導140場、沼氣再利用(發電)補助申請輔導189場,投入沼氣再利用(發電)總頭數共計1,452,927頭,其中963,140頭數進行沼氣再利用,489,787頭數建置沼氣發電。
圖1. 107年推動實績
本計畫推動透過全方位輔導作業流程(如圖2),提供廢水改善及沼氣再利用(發電)技術輔導,同時提供農民相關政府獎補助諮詢服務、政策法規溝通釐清與跨部會署問題解決方案,以及獎補助行政流程申辦等服務。藉由現場訪視掌握畜牧場需求與問題,提供單一窗口一站到位的客製化服務,本團隊首先針對輔導案場其廢水處理系統現況進行勘查,並採集糞尿原水、厭氣前後及放流水進行水質檢驗(如生化需氧量、化學需氧量、懸浮固體物等)。若厭氧功能完善,則進一步量測沼氣組成、沼氣生成率等資料,最後提供沼氣再利用(發電)可行性效益評估報告與規畫建置建議給畜牧場參用。
圖2. 全方位輔導作業流程
- 廢水處理優化與厭氧系統強化輔導
畜牧業為臺灣農業的重要產業之一,在豬隻飼育過程中所產生的糞尿及廢水如未妥善處理將對環境造成嚴重衝擊。針對有意願進行沼氣再利用(發電)系統設置之畜牧場進行相關廢水輔導,本計畫廢水處理輔導累計場數為185場,針對不同案場規模與特性提供操作建議,提供廢水處理系統改善建議、廢水處理廠商資訊提供及相關水質檢測服務,並進行修繕後的水質改善追蹤。
國內養豬場廢水係以三段式廢水處理系統為主,此系統包括固液分離、調節池、厭氣槽、曝氣池和沉澱池等,利用微生物代謝作用來分解廢水中複雜的溶解性有機物。廢水處理系統各槽體水質狀態與操作方式息息相關,本計畫除了透過科學方法檢測三段式廢水處理系統的糞尿水(原水)、厭氣槽前、厭氣槽後與放流水的水質特性之外,可由各單元的操作方式與特性判別廢水處理系統的執行效能,進而提出廢水處理系統各單元之改善建議(如表1),期使放流水達到法規標準、延長槽體壽命、強化厭氧系統效能。
表1. 廢水處理優化與厭氧系統強化輔導
- 沼氣發電技術輔導
早期畜牧場進行沼氣發電建置,因缺乏專業的技術輔導,使得畜牧場無法掌握自場沼氣的關鍵參數,導致設置的設備規格與該場沼氣特性不匹配。因此本輔導團隊至現場量測沼氣成分、硫化氫濃度及沼氣產量等沼氣特性,以實測結果提供畜牧場設備產品規格之建議與沼氣發電效益分析,以技術輔導畜牧場建置具經濟效益之沼氣發電系統,並媒合沼氣發電系統相關廠商,協助畜牧場完成沼氣發電系統建置。107年已輔導25家沼氣發電相關業者投入沼氣發電,並協助其技術缺口補強;協助3間沼氣發電機業者進行能源局設備認證申請、當年度已完成沼氣發電建置案場有52場,發電總建置容量約為4.1MW、約可供應7,000戶家庭用電。另外,針對已完成沼氣發電建置之畜牧場,本輔導團隊至現場進行沼氣發電系統效能總體檢,以協助維持發電系統效能,檢測項目包含:沼氣發電機發電效率、尾氣排放、脫硫系統效能與電力品質檢測,並依據檢測結果,輔導業者進行系統優化,以維持發電系統運轉效益。本計畫彙整沼氣發電常見問題及優化輔導方案如表2。
表2. 沼氣發電常見問題及優化輔導方案
常見問題 |
問題產生原因 |
優化輔導方案 |
沼氣發電機故障 |
未設置脫硫設備或脫硫系統效能不佳。 |
輔導設置脫硫設備並輔導業者了解脫硫系統重要性;協助量測脫硫前後硫化氫濃度,確定脫硫效能,提供改善建議。 |
未定期維護。 |
媒合廠商簽訂長期維護合約,以維持發電機正常運轉。 |
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尋無發電機維修廠商。 |
媒合廠商協助修繕。 |
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操作人員使用不當。 |
提供人員操作教育。 |
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效益不彰而業者無後續維護意願。 |
提高效益並維護發電機零件。 |
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沼氣發電量不足 |
厭氣設施損壞或效能低落。 |
輔導優化廢水系統及系統操作建議,輔導畜舍改建升級,降低用水量,提升沼氣產量。 |
發電機規格與沼氣產量不匹配。 |
進行沼氣產量檢測,依據目前厭氣槽操作狀況,給予沼氣產量提升建議,提高發電機單日運轉時數。 |
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無法進行售電 |
場內發電機無設備認證。 |
輔導牧場建置具設備認證之發電機,方可售電。 |
- 沼氣再利用輔導
本計畫對有意願進行沼氣再利用之畜牧場,提供廢水處理系統改善輔導及進行畜牧場沼氣成分量測,包括甲烷濃度及硫化氫濃度,並協助規劃該場需求之再利用方式及符合去除效果的脫硫設備,以提高沼氣再利用之效益並改善畜舍環境品質。目前再利用形式多應用於保溫燈、蒸氣鍋爐、加熱爐用,其效益比較如表3。本計畫訪視已使用沼氣保溫燈之牧場統整以下優點:
1. 提高仔豬育成率:沼氣保溫燈溫度高,可降低室內溼度,有助於提高育成率約5 % ,仔豬治療成本減少一半。
2. 燃燒穩定:沼氣保溫燈若經有效脫硫及增壓幫浦,燃燒穩定不熄火並改善空氣品質。
3. 使用壽命長:沼氣保溫燈若經有效脫硫使用年限長達2-5年。
4. 不怕停電:沼氣保溫燈較不受電力影響。
本計畫累計再利用輔導場數達 287場,已實際投入沼氣再利用之養豬場共計463場。
表3. 不同沼氣再利用形式效益比較表
沼氣再利用形式 |
沼氣消耗量(m3/hr) |
經濟效益(千元/年) |
出 處 |
保溫燈 |
0.3-0.6 |
258 |
蕭,1991 |
1噸蒸氣鍋爐 |
110 |
2,087.8 |
農業部沼氣科學研究所 |
家庭燃料用 |
0.7 |
6 |
Koh et al., 1988 |
- 污泥資源化利用
養豬場廢水處理產生的污泥其處置方式為廢水處理系統優化的重要課題之一。臺灣早期畜牧場廢水處理設施建置多缺乏排泥管或是後續污泥濃縮、脫水等處理程序或操作不夠落實,導致養豬場污泥去化更為艱難。對此本團隊於輔導養豬場廢水處理系統優化時,同步輔導養豬場進行廢水處理設施污泥去化。
本團隊除輔導養豬場定時清理污泥,改善廢水處理設施有效容積與處理效能,以維持廢水處理系統的壽命,增加沼氣產量,並輔導養豬場將污泥收集於污泥濃縮池,做為畜牧或工業之植種污泥,協助工業端提升廢水處理的效能或增加沼氣產量,達到雙贏與形成循環經濟。本計畫針對養豬場廢水污泥處理相關問題與解決方案建議如表4。
表4.養豬場廢水污泥問題與解決方法
107年度申請農委會沼氣再利用(發電)補助且配合環保署沼液沼渣肥分利用共計有122場;且已媒合340噸植種污泥,應用於工業廢水處理系統,結果顯示養豬場植種污泥於工業廢水中可改善廢水處理效能並提升沼氣產量。未來期望藉由農業廢棄物資源化再利用解決養豬場污泥去化外,產生額外能源效益,創造農工合作雙贏新里程。
- 政策推動與成果落實
本計畫除現場輔導畜牧場改善廢水處理問題、建置沼氣再利用(發電),同時也透過說明會、教育訓練、座談會舉辦,進行政策重點宣導與推動活動如圖3,包括跨部會署問題溝通與諮詢、多元資金投入媒合座談會、成功案例分享、建置網站、編撰畜牧廢水處理暨沼氣再利用(發電)設備型錄,沼氣再利用(發電)推廣手冊,期使農民能獲得正確且即時的資訊。提高農民與業者投入沼氣再利用(發電)建置的信心,透過養豬場沼氣發電與污染防治整合輔導,進行產業升級與促進產業永續發展。
實地參訪大豐牧場沼氣發電系統建置情形
圖3. 107年度重點宣導與推動活動