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垃圾變能源──日本生質能利用現況分析

2005/01/05 經濟部能源局 點閱人次: 654

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▓撰文:何玉麗

※關鍵字:生質能技術 廢棄物發電 生質物燃料

因著地球溫暖化問題嚴重,燃油、燃煤發電將增加二氧化碳的排放,再者,垃圾量不斷增加造成環境的污染,生質能技術可以解決這兩項能源與環境的困擾,將廢棄物變成可以使用的能源,目前世界各國均投入相當多的研發心力,讓本文帶領讀者看看日本的現況。

根據日本資源能源廳之定義,生質能主要包括能源作物栽培與廢棄物等兩大類,廢棄物又可以分為農林水產業廢棄物與一般生活廢棄物。其中以一般廢棄物(如垃圾)與工業廢棄物的能源利用較早受到重視,將其燃燒所產生之高溫高壓氣體,推動鍋爐產生蒸氣,再透過氣渦輪機進行發電等,均屬之。在日本由於一般生活廢棄物與工業廢棄物的利用起步較早,在統計方面早已具有獨自的系統;生質物的運用是新近才興起的事業,因此在統計或獎勵措施方面,生質物並不涵蓋一般生活廢棄物與工業廢棄物。

日本廢棄物與生質物之利用

一、廢棄物發電
在日本,廢棄物大都以焚化方式處理,焚化時以垃圾為燃料,以此進行發電就是耳熟能詳的廢棄物燃燒發電。由於垃圾焚化設施幾乎設立於都市內或近郊,所發之電可以就近送到用戶,因此可減少不少的輸電損失。日本全國約有1,900座焚化設施,其中9%(也就是180座)有發電設備。因為具有發電設備之焚化設施,均屬大規模焚化廠,若就廢棄物焚化量而言,約為所有廢棄物之80%左右。至於產業廢棄物,其排放量約為一般廢棄物的八倍左右,但運用其進行發電之情形卻不如一般廢棄物興盛,主要原因在於發電成本較貴,廠商利用意願低。

二、廢棄物熱利用
在廢棄物熱利用方面,根據日本近年來廢棄物熱利用情形顯示,1996年以來,熱利用量並無明顯變化,每年約為4.4~4.6萬公秉油當量。

三、生質能利用
至於生質能,目前以發電方面的運用為大宗。主要有三大類,第一、以稻草、稻殼、玉米芯、蔗渣(日本琉球在二十餘年前即以蔗渣為燃料進行發電)等農業廢棄物之殘渣為燃料;第二、以枝葉、林地採伐後之廢木材、木材工廠裁下來之木塊、不合規格之木材、鋸木之木屑、合板、建材工廠之廢木材等林業廢棄物為燃料;第三、將家畜之排泄物、啤酒工廠之廢棄物、廚餘、下水污泥等廢棄物,用微生物或酵素使之發酵,回收此沼氣用以燃燒發電等。現階段符合成本效益且較具使用規模者,為木材廢棄物之生質能發電與沼氣發電。

綜合而言,日本廢棄物,尤其是一般廢棄物的發電與熱利用,已行之有年而且頗具規模,但是生質物的能源利用,除了木材系列之廢棄物以外,大都處於起步階段。生質能利用之數量遠較廢棄物為小,其原因值得探討。

推廣生質能面臨的問題

雖然生質物在日本是取之不盡用之不竭,但在推廣使用之現階段,仍然面臨不少問題,這可由社會面、經濟面、制度面及商業化問題等四個層面加以分析。

一、社會面
目前民眾對生質物之理解並不是很充分,不認定其為有效之能源資源,也不認為其對環境之衝擊相對會較化石能源為小。為扭轉民眾對生質物之觀念,日本預定採取之因應措施有三:第一、大力進行宣導,包括實施能源環境教育、積極推動國際交流。第二、確實執行地區能源政策。第三、將生質物定位為環境基礎設施等。強化地區能源政策,以獎勵補助之方式,鼓勵生質物做有效利用,加速其普及;至於將生質物定位為環境基礎設施,將具有如下宣示作用,亦即使用生質能並不為環境帶來二次污染,反而能實現政府能源多元化及塑造資源再生利用的循環型社會之效果。

二、經濟面
經濟面的問題主要肇因於投入成本與產出收益無法平衡,具體而言,售電價格低、設備成本高、營運成本貴、混燒有課稅問題,然而生質能利用可以降低化石能源使用量。針對此現實問題,日本採取之因應措施有下列五項,第一、制定政策或制度,並課以業者使用再生能源之義務;第二、引進有效的獎勵補助措施;第三、創設營運補助金;第四、檢討稅制;第五、制定優惠獎勵制度。由此可見日本除了提供生質物使用者營運方面之種種優惠之外,另一方面透過再生能源使用義務規定,塑造使用再生能源之環境。

三、制度面
主要在於分散型電源的電力供應制度應較現行體制更易於讓業者進入與參與,因此有必要將管制再放寬。另外,生質物燃料(如生質柴油)並未制定規格,因此將生質物燃料標準化、規格化,是未來推廣生質能的重要課題。

四、商業化問題
在日本生質原料相當分散、收集不易,若要當作能源使用,則先期處理的工作不可避免;能源轉換、能源利用及殘渣處理之運作體系架構尚未有效建立;需要有一定的空間做為原料儲存場等。由於原料成本昂貴、原料收集困難、運輸成本不低、所產生熱能之銷售也有困難,加上副產品沒有去處、殘渣處置成本很高,因此生質能可以說並未被有效利用。為此,日本內閣於2002年12月27日的會議中擬定了「日本生質物綜合策略」,內容包括生質物推廣普及一般基本策略、生產收集運輸策略、轉換策略及轉換後之利用策略等,冀望跨部會合作共同解決複雜的生質物問題。日本在推廣生質能利用時,遭遇很多困難與障礙,因而有賴相關政府機構提供資金協助或其他獎勵措施,以使廢棄物的能源利用能夠順利成功。(作者為台灣經濟研究院副研究員)


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