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2013 年 09 月 30 日 / SYYang

[專訪]臺灣大學動物科學技術學系 – 蘇忠楨教授

訪問:生質能源趨勢團隊
整理:楊卓儒

經濟部

經濟部能源局宣布與國內養豬大縣屏東縣及彰化縣合作,將養豬廢水處理設施所產生沼氣回收發電。

圖片來源:中央社

八月初,一則關於經濟部啟動沼氣發電推廣計畫的新聞吸引了生質能源趨勢團隊的注意。報導提到屏東縣麟洛鄉中央畜牧場業者利用全自動高純化生物脫硫系統作為沼氣的純化設施。沼氣,是有機廢棄物經由厭氣微生物轉化而生成,成份以甲烷占大多數(55%以上)。由於甲烷的熱值相當高,非常適合作為能源燃料,因此,與其他再生能源如風力發電或是太陽能發電相比,沼氣發電具有高發電效率的優點。然而,由畜牧廢棄物經厭氧消化產生之沼氣(甲烷約60~70%)含有3,000~8,000 ppm的硫化氫(冬季甚至達10,000 ppm以上),若未經脫硫便進行燃燒的話,不只會腐蝕系統中用來帶動發電的引擎,燃燒後產生的二氧化硫也會對環境造成相當大的危害。因此,擁有設計完善的脫硫設備是整個沼氣發電系統發展的關鍵所在。這個月初,生質能源趨勢團隊終於聯絡上「全自動沼氣生物脫硫系統」的發明者-國立臺灣大學動物科學技術學系暨研究所的蘇忠楨教授,蘇教授也非常大方地在百忙之中抽空接受生質能源趨勢的訪談。


中央牧場簽約記者會合照2013.6.20

中央牧場簽約記者會,前排左一為系統發明者蘇忠楨教授。

談到研究沼氣脫硫的動機,原本任職於台灣動物科技研究所應用動物組的蘇教授,任職期間幾乎每週都需要到養豬場作廢水處理研究。蘇教授發現,夏天時厭氣槽內沼氣很飽足,使厭氣槽頂部的紅泥膠皮都漲得很大,畜牧業者卻沒有利用厭氣槽中沼氣的意願。經過了解,發現原來1990年代時,政府單位曾經補助沼氣發電機,並鼓勵農民們利用沼氣進行發電。然而在早期,不僅帶動發電的引擎是由舊有引擎下去改裝而成,使用沼氣燃燒前也並未經過脫硫的程序。漸漸地,引擎的汽門便被腐蝕,產生吃機油等耗損的情形,使整個沼氣發電系統的維護成本大大地提昇。對於農民來說,在當時電價不高,沼氣發電系統中的引擎又常常故障的情形下,久而久之,農民們不只失去動機,也對沼氣發電失去信心,導致沼氣使用意願低落,間接導致臺灣的沼氣發電相關產業鏈停滯下來。

瞭解原委之後,認為沼氣發電仍有機會的蘇教授,便結合自身在微生物方面的專業進行沼氣脫硫的研究。2006年的剛好獲得農業生物技術國家型計畫補助,經過三年的時間,2009年蘇教授於計畫成果發表會上發表了沼氣生物脫硫技術及設備,之後更於2010年以這項技術獲得第七屆國家新創獎「學術研究組新創獎」的殊榮。

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第七屆國家新創獎「學術研究組新創獎」獲獎

蘇教授所開發的「生物脫硫系統裝置」,關鍵技術在於其應用「生物濾床」的脫硫方式。「生物濾床」的原理是利用生物濾材表面所附著的硫氧化菌族群,將硫化氫氧化成硫磺或硫酸根。氧化反應所產生的硫磺,以水沖離生物濾床後可加以回收利用,沖水同時也可以維持生物脫硫裝置的穩定性。值得一提的是,在目前實際使用的系統中,除了加入PLC (Programmable Logic Controller,可編程式控制器)來控制系統沖水頻率之外,如何在持續不斷沖水的情形下保持「生物濾床」上硫氧化菌族群的存續,也是整個全自動高純化生物脫硫系統的關鍵技術。

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全自動沼氣生物脫硫系統實照。

蘇教授表示,目前設置於屏東縣30000頭養豬場的生物脫硫系統可將沼氣中的硫化氫濃度從原本的6000~8000 ppm降低到100甚至0 ppm,除了可應用於畜牧場外,食品廠、垃圾掩埋場及污水處理廠等都是將來可以應用的目標。在訪問的尾聲,蘇教授也提到目前台灣發展再生能源的重點仍是放在太陽能跟風能,雖然目前能源局針對發電量超過65kW的業者有提供部份補貼,沼氣發電要能夠長遠發展,仍需要政府相關部門制定具體的再生能源政策與持續推動。

這次生質能源趨勢團隊真的非常榮幸能夠邀請到蘇忠楨教授接受我們的訪問。與許多研發人員一樣,其實蘇教授在將「沼氣生物脫硫系統」產業化的過程中不乏挫折與困難,但他說:「每個產業都需要有一些埋頭苦幹的笨蛋,一旦目標確立後,我們能做的就是勇往直前。」即便目前的成果已然非常豐碩,蘇教授表示仍將繼續專注於沼氣的各種應用,這樣的研究精神與熱忱讓我們相當感動,也對於往後的研究進展充滿期待。

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