沼氣發電應用實例

▓撰文╱圖片提供：陳文樹

沼氣為有機物質，係在缺乏氧氣且溫度、濕度和酸鹼度均符合的厭氧環境下，經由微生物的發酵作用所產生的可燃氣體甲烷。由於沼氣會散發刺鼻的臭味，容易燃燒或產生爆炸危及周遭環境，且甲烷所造成之溫室效應程度又遠大於二氧化碳（約20倍），因此，若能將產自垃圾衛生掩埋場的沼氣妥善應用，不但可減少溫室效應，降低對環境造成的衝擊，並能化腐朽為神奇，使沼氣搖身一變成為可以發電的綠色能源。

以沼氣進行發電應有的前置處理措施

垃圾衛生掩埋場需經由建構連續壁與鋪設不透水層以防止造成毀塌、滲水之情形，並將蓄集垃圾所滲出之惡水導引至污水處理區，以免污染地下水並將垃圾分解時所伴生的產物「沼氣」，予以積存以免外逸，並引導供利用燃燒時產生之熱能轉化為電能發電。其基本設施在於鑽掘、抽取沼氣井，並藉由高密度聚乙烯材質製成的地下管線連接數座沼氣井，再導引沼氣至發電設施內以進行發電。

最先建構的沼氣抽取系統，係由沼氣抽取井和埋放於地表下的輸送管線共同組成輸送網路，並藉著抽氣泵浦將沼氣抽送至儲存槽或釋壓設備以集存沼氣，每口沼氣收集井之位置可以衛星定位方式詳實標記，方便日後從事保養維修時，能立即確定所欲尋找的沼氣井之位置；操作和監控人員則需定時至沼氣集存站檢視每座沼氣井的流量及濃度，或透過監控設備自動記錄並輸入電腦，即時從事比對偵測，遇有異常狀況即發出信號提示相關人員。

掩埋場內的垃圾經發酵產出的沼氣，因夾含有若干比率的水汽，因此在集存沼氣的引導過程中，必須將這些於途中凝結的水分匯集至管線低下處排放出去，此即為配置滲出水集排系統，可防止凝結水堵塞用以輸送沼氣的管線。包含於集排系統內的滲水貯流槽需能自動控制液位，同時將部分凝結水重新再導回掩埋場，以避免掩埋場過於乾燥而有自行焚燒之虞，並使掩埋場產出之沼氣保持於恆定之狀態。

從垃圾場到美麗的城鎮新肺

位於高雄市楠梓區北端的「青埔」地方，原意為青碧翠綠之平地，因縱貫鐵路貫穿其間，故又被劃分為東青埔與西青埔。本文所述及、做為垃圾衛生掩埋場的西青埔，原為屬於台糖公司之農地，在民國60年代後期轉為垃圾衛生掩埋場並於88年6月被填滿而封閉，20餘年來所累積的垃圾掩埋數量約有900萬噸之多。之後，高雄市政府參照先進國家的實例，透過與民間企業共同合作的方式，從事掩埋場內沼氣的抽導蓄集和應用發電，此舉既可降低溫室效應，減少對生態環境的衝擊，且能將原本會加劇溫室效應的沼氣有效轉化成潔淨的綠色能源，轉用於發電，為環保貢獻一份力量。

當時經過環保領域的專業評估，西青埔沼氣發電廠是當前國內的數個垃圾衛生掩埋場中，沼氣蘊生量最為豐沛者，且為當中抽氣成效暨發電效率最高的；場內共設置有11座沼氣收集站和81口沼氣採掘井，可供發電的有效期長達20年，亦是全台各垃圾衛生掩埋場中使用期將得保持最久的沼氣發電廠。經過招標、擔任這項沼氣發電業務的公司，由引進當時最嶄新與進步的設備進行開發，於89年4月併聯試車成功，同年5月正式運轉。初期，當地可產生的沼氣量為每小時平均5,000立方公尺左右，而西青埔沼氣發電設施的發電能力則近乎每小時5,000瓩，相當於每日可供電予高雄市的7,000戶家庭使用；現今數年間，發電能力維持在9,500瓩，所產生的電力約可供應1萬3,500戶的家庭使用。前述的電力，若是以火力發電廠所發出的等同電力來換算，每年將產生高達17餘萬公噸的二氧化碳，更何況是以主要成分為甲烷、造成溫室效應遠甚於二氧化碳的沼氣來轉化發電，效益尤佳。

將西青埔垃圾衛生掩埋場產生的地下沼氣，轉換為能源而善加應用，實兼具污染防治、資源回收的重大意義。此外，該垃圾衛生掩埋場又在行政院環保署、內政部營建署和高雄市政府合力推行「青山計畫方案」之下，將一半的場址規劃為綠意盎然的「高雄都會公園」，使之成為市民和外來遊客休憩娛玩的好去處。由於化腐臭惡地為美麗公園，號稱是楠梓區的城鎮新肺，因之被引為從事環境復育整建的最佳示範，同時也是高雄市政府歷年來推展優質民生建設的具體指標之一。

沼氣發電應用趨勢

在先進國家中，目前能源政策大多已擴大使用綠色能源，以期輔助或替代化石能源。自20世紀末葉起，已有不少國家透過立法程序訂定出具有誘因的優惠獎勵措施，輔導各國的地方政府暨環保、電力部門投注於垃圾衛生掩埋場之沼氣發電設施，像是德國與英國，現今其境內的垃圾衛生掩埋場，沼氣發電容量分別近約65.7萬瓩和85.2萬瓩，而人口數僅約德國五分之三的英國之所以能在此方面勝出，除了垃圾焚化爐之設置比例未若德國普遍，而能夠有較多的垃圾衛生掩埋場來產生較多的沼氣轉供發電之外，英國於1989年修正通過的電業法（the Electricity Act），規定國內的10餘家民營電力業者，必須使用部分非化石燃料（Non-Fossil Fuel, NFF）來發出電力，對於促進沼氣發電具有相當程度的激勵作用。

目前我國已在台北市山豬窟及福德坑、新北市三峽、高雄市西青埔、台中市文山等地方的垃圾衛生掩埋場，設置有數座沼氣處理發電設施，以期有效執行沼氣污染防治和發電計畫。經由垃圾衛生掩埋場沼氣資源化的過程以發出電力，在減少耗用化石燃料、調和能源結構，節省購置燃料、促進經濟發展以及降低溫室效應、維護環境生態方面，均具有相當良好的效益。（作者任職於中華郵政公司技術處）

參觀資訊

「高雄都會公園」係由西青埔垃圾衛生掩埋場改建而成，為結合環保與都市更新等重要方案所建造的示範園區。原垃圾場停止掩埋作業後即陸續進行封場、覆土及綠化工程，在民國94至98年之後期階段係施作園區植栽及步道等設施，迄98年全區完工並開放使用，而我國第7座國家公園的「東沙環礁國家公園」之管理處亦位於該公園區內。

◎地址：高雄市楠梓區德民路24號

◎交通資訊：公園距省道台1號公路極近，民眾可先查看地圖（或電腦地圖）自行驅車前往，亦可搭乘火車抵楠梓車站轉29號公車前往，或搭乘捷運紅線至R21都會公園，於4號出口出站，往德民路方向行走約450公尺，便可抵達都會公園入口。