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106年4月(第298期)

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轉換--畜牧糞尿變綠金


文圖/畜牧處 陳宜孜

壹、前言

  早期的畜牧業原本只是農村社會家庭的副業,加上當時肉類來源不足,會在家裡後頭養幾頭豬或是幾隻雞,可將地瓜葉、米糠等農作副產物轉化為肉類、蛋品,除了多一筆額外收入,逢婚喪喜慶時也能拿出來分給左鄰右舍,當時的畜牧業,帶著濃濃的人情味,一頭豬可說是幸福的源頭,不僅提供了蛋白質,所產生的糞尿水也都回歸農地,滋潤農作也友善了大地。

  隨之在民國43年台灣糖業股份有限公司(下稱台糖)開創養豬業務,其原來的目的就是要利用豬糞尿施灌於甘蔗田做為肥料;臺灣省畜產試驗所51年成立養豬系,其糞尿也是施用於牧草地,因此豬糞尿還肥農地是我國養豬產業發展的原貌與目的。

貳、轉變

  自70年代開始,臺灣畜牧業逐漸規模化、企業化,糞尿水的產生量逐漸超過了週遭環境的承受力,加上民眾環保意識抬頭,對環境品質要求日益提高,使得畜禽糞尿從老祖宗認為的肥分資源轉變成污染物,尤其是養豬場未經處理所排放的廢水,一度成為河川污染的主要原因之一,鄰近居民或相關產業如稻農及下游漁業養殖戶等的陳情抗爭事件層出不窮。

  依照行政院環境保護署(下稱環保署)廢棄物清理法(下稱廢清法)、水污染防治法(下稱水污法)等規範,畜禽糞尿屬事業廢棄物或廢水,應依規定清除、處理、再利用或排放,因臺灣地處亞熱帶,氣候炎熱,畜舍多為開放式建築,且為了維護地面清潔及協助動物降溫,農民多用大量的水沖洗畜舍,沖洗水也隨之進入糞尿處理池,因而擴增了糞尿水的處理量體,其中,又以養豬場及養牛場為甚。

  為使相關畜牧場做好污染防治以符合環保法規,行政院農業委員會(下稱農委會)、前臺灣省政府農林廳及畜產試驗所(下稱畜試所)等相關機構,自80年代起,研發及推動三段式廢水處理系統,其中第一階段固液分離出的固形物(糞渣),多採堆肥處理,製成有機質肥料原料,資源並未浪費;液體(糞尿水)部分,須經厭氧、好氣等後續二階段處理至符合放流水標準,始得排放到地面水體。惟糞尿水仍富含植物生長所需的氮、磷、鉀及有機物等,也必須經處理後才能排放,除增加畜牧場處理費用及耗費能源(尤其是好氣階段)外,未能有效利用,就資源利用立場,實屬可惜。

參、資源化推動過程

  以往,畜牧糞尿水欲回歸農地使用雖可依水污法採土壤處理方式,但相關限制及門檻過高,畜牧場大多無法採用,迄今僅台糖蒜頭畜殖場曾獲得土壤處理許可。為了讓畜牧糞尿成為可利用的資源,農委會自100年起依廢清法第39條規定授權訂定之「農業事業廢棄物再利用管理辦法」,推動畜牧糞尿水施灌農作之個案再利用申請輔導。另環保署亦於104年修正水污法相關子法,將畜牧糞尿厭氧發酵後之沼液及沼渣視為資源,正式推動其回歸農地作為肥分使用。

  農委會自98〜99年間與所屬農業試驗所(下稱農試所)農業化學組陳琦玲博士合作,進行3項畜牧糞尿水再利用試驗計畫,試驗結果指出:無論注入式、噴灑式或隨灌溉水溝灌施肥,其周界異味濃度均在法規標準之內;試驗期間並未發現人畜共通傳染病或寄生蟲散播問題;施用等量肥料三要素之養豬廢水,其秋作花生產量約為施用化肥之8成以上、青割玉米約8至9成、寶蜜玉米施用化肥與糞肥產量相當;且試驗監測期間中並未發現地下水有遭受污染;短期試驗甚至未見土壤重金屬蓄積現象。

  在農試所努力下,這3項國內實績,提供相當完整的數據,成為後來推行畜牧糞尿水個案再利用案申請案之重要參據。自100年起農委會開始擴大推動,然而,畜牧糞尿水為了符合廢清法,須以槽車載運至農地施灌,增加了槽車和油料的支出,再加上需要有嚴謹的污染防治及停灌作為,包括土壤和地下水的監測,對農民來說實施的困難度相當高。此外,取得再利用許可後,為符水污法規定,畜牧場應據以變更水污染防治許可證(文件),又如屬2,000頭以上養豬場或250頭以上養牛場者,還要變更事業廢棄物清理計畫書,始得辦理再利用許可事項。各項申請程序繁瑣耗時,還須繳交簽證費、水質檢驗費等支出,雖有農政單位的輔導資源與部分檢測費用補助,然誘因不足,迄103年底,僅核予5案,可見該措施推動不易。

  自104年3月31日環保署修正發布「水污染防治費收費辦法」,並宣布自106年起開徵畜牧業水污染防治費(下稱水污費)。畜牧場在徵收水污費的現實壓力下,本會畜牧處、畜試所、農試所積極輔導,與部分地方政府(如臺南市、雲林縣、彰化縣等)積極配合推廣之下,畜牧場申請意願較前幾年顯著提升,截至105年12月底止,總計核可了32案,其中,三段式處理的各階段廢水,均有成為再利用型態之個案案例,施灌之農作物種類也擴大至水稻、青割玉米、牧草,到茂谷柑、香蕉、葡萄、麻竹筍、龍眼及各類葉菜。合計許可之施灌農地面積為199公頃,如均能順利的施灌,每年可節省灌溉用水達15.9萬公噸。

  除了農委會推動的畜牧糞尿水個案再利用之外,環保署也於104年11月24日、105年10月28日分別修正發布修正「水污染防治措施及檢測申報管理辦法」,105年1月19日、同年10月28日分別修正發布「水污染防治措施計畫及許可申請審查管理辦法」,增訂及簡化畜牧業沼液、沼渣農地肥分使用之相關規範,使得經厭氧發酵處理後之畜牧糞尿水可向環保單位申請、經農政機關審查同意後,不再只設限以槽車載運,並得以管線、溝渠等方式施灌至農地,對畜牧糞尿水的資源化再利用,不啻為一重大的突破。兩大部會聯手擴大推動畜牧糞尿水回歸農業使用,真正落實老祖宗「還肥於田」的概念。

肆、沼氣再利用及發電

  畜牧糞尿水重新被環保單位認定為資源,不僅是因其含有豐富養分可以培養地力,更是因為在厭氧處理的過程中,還會產生「沼氣」,其中60%~80%為甲烷,如恣意排放,其造成溫室效應的程度為二氧化碳的25倍,因此如能將沼氣再利用以產生電能,不僅增進能源多元化,亦能減少甲烷排放,達到溫室氣體減量的效用,一舉數得。

  依水污法規定,飼養豬隻規模達200頭以上者,應設置廢水處理設施,取得廢水排放許可文件,排放廢水並應符合「放流水標準」。為符合相關法規,農委會及各地方農政單位長期以來持續輔導養豬場個別設置廢水處理設施,其中有厭氣處理單元者,就具備了收集沼氣的條件。然因臺灣地理環境、畜主飼養模式、用水習慣等問題,導致糞尿水中的有機質稀薄,發酵產氣效果不佳,以致沼氣產量小且收集不易(沼氣產量約0.06~0.08 m3/頭豬/日,未固液分離前則約0.1~0.3m3/頭豬/日),因此畜牧場只好將沼氣燃燒產生熱能再利用於仔豬保溫燈、廚餘蒸煮或鍋爐加熱等,無法進行商業化售電利用。

  沼氣生成後,如要進行發電,一般需先去除硫化氫等腐蝕氣體,目前常用的方法有生物脫硫法、水洗法等,才能導入發電機產生電力,且可避免管線及設備遭受腐蝕,延長設備使用壽命。經脫硫後的沼氣導入引擎燃燒,將化學能轉換為機械能,並帶動發電機產生電能。由於此過程繁複,機械設備精密且造價高昂,技術門檻亦高,因此對一般小型畜牧場來說並不划算,以養豬場為例,其飼養規模至少需超過2,000頭方具有發電之經濟效益。

  經濟部能源局早於102年1月21日訂定「經濟部沼氣發電系統推廣計畫補助作業要點」,以推動建立多元廢棄物或廢水處理設施產生沼氣及其發電設施之整合系統,能源業者或畜牧場可透過地方政府之輔導與協助,依該要點向經濟部能源局申請補助,每瓩補助款額度最高可達4萬5,000元,但因其規定總裝置容量應為50瓩以上,且須依再生能源發電設備設置管理辦法取得同意備案,並將產出電力引接應用,或與經營電力網之電業併聯,已屬商業化售電之運轉模式,故較不適用於飼養豬隻5,000頭以下的養豬場,以致至105年底,僅審查通過7案,已領得補助者也僅3案。

  為增加能源業者或養豬場利用沼氣發電之經濟誘因,在農委會積極向行政院爭取下,106年生質電能(有厭氧消化設備者)躉購費率已由105年每度3.9211元調升為5.0087元,農委會也推出多項配套措施,包括調降與沼氣發電有關的政策性農業專案貸款利率為1.04%、貸款額度上限增為3千萬元。並訂定獎勵及補助作業要點,養豬場如有意願配合沼氣發電政策,每場按飼養規模給予設置沼氣發電獎勵金30~175萬元不等,如並聯售電,另提供售電獎勵30萬元。此外,組成專家輔導團隊,以及請財團法人中央畜產會成立沼氣發電專案小組,優先針對飼養規模達5,000頭以上,且有意願利用沼氣發電之養豬場,進行逐場訪視及協助解決相關問題,或協助規劃評估與提供諮詢等服務。

  至105年底止,全國投入沼氣發電之畜牧場共38場,其中36場為養豬場,養豬頭數總計約30萬頭,在多方資源挹注、脫硫及各項技術均較以往進步的情況下,預計可於106年底達到100萬頭豬投入沼氣發電,109年可達250萬頭的目標。

伍、結語

  近年來隨著氣候變遷及水資源逐漸枯竭等影響,循環經濟的展日益受到重視,畜牧糞尿水再利用途徑多元,能肥沃土壤、茁壯農作,也充實了能源,更能替畜牧業者減少處理成本、增加收入。因此以往令人厭惡的糞水,能否搖身一變成為黃金,及要如何充分運用其資源潛能,增加其含金量,端賴民間業者與政府部門的共同努力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

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