廚餘發電的原理及實際案例

廚餘發電的原理及實際案例(Generate Power by using Food Waste)
國立臺灣大學土木工程學系 宋爾軒

垃圾的處理在近幾年被視為相當重要的環保議題，隨著經濟快速的發展，人類的生活品質逐漸提高，而在享受資源的同時，卻也不知不覺製造了許多垃圾，污染了環境。一般而言垃圾可被分成幾個類別，包括：不可回收、廚餘、塑膠、玻璃等等，處理方式有垃圾焚化或是資源回收等方式，隨著科技的發展，垃圾的處理在技術上也有許多重大的突破，例如目前有許多國家已經利用焚燒垃圾來發電，產生的再生能源可供給部分住宅用電，比較可惜的是這些具有發電功能的新式焚化爐僅限於處理可燃垃圾，其他像是廚餘等不能被焚化或回收的垃圾，最後還是透過掩埋的方式處理。

為了最大化垃圾發電的效益以及減少垃圾對生態環境的影響，英國的廢棄物回收公司 Biffa 發展了利用廚餘發電的技術，除了解決垃圾掩埋場供不應求的問題，同時也能產出更多再生能源。

圖一 廚餘發電示意圖。(本文作者宋爾軒繪製)

圖一是廚餘發電的示意圖，廚餘首先會被送到專門的處理廠，廠內設有廚餘儲存池以及一個或多個密閉的厭氧發酵槽 (anaerobic digestion plant)，廚餘在進入發酵槽之前會先以高溫進行消毒，以確保發酵槽內的環境不會被廚餘裡的微生物破壞，而廚餘會先在槽內與水混合形成液狀複合物後，才被泵送到無氧室進行厭氧發酵，當中有許多甲烷細菌負責分解廚餘，過程中會排出帶有大量甲烷的氣體，也就是所謂的沼氣，而不能被分解的物質會沈澱於發酵槽底部。

前述過程產生的甲烷可以作為沼氣發電的原料，進一步產生電能，以英國坎諾克市 (Cannock) 的廚餘垃圾處理廠為例（圖二），每天平均可以處理共 12 萬噸來自住家或餐廳的廚餘，供給 6000 戶家庭用電，其環保效益相當可觀。

圖二 英國坎諾克市的廚餘垃圾處理廠 。(http://www.waste-management-world.com/articles/2014/06/cable-links-120-000-tpa-food-waste-to-energy-plant-to-sainsbury-s-cannock-store.html)

在這樣的廚餘發電技術發展成熟後，英國的連鎖超市 Sainsbury’s 於西元 2014 年完成了一項創舉，Sainsbury’s 位於坎諾克市廚餘垃圾處理廠附近的門市已經「百分之百」使用廚餘發電所產生的電能，這間門市把下架的食品載往處理廠，經由前述過程處理後，透過一條 1.5 公里長的電纜將電力送回分店使用，成為英國第一間電力自給自足的超市。有了這樣的案例，往後超市下架的食品除了以捐給慈善機構或做成動物飼料等方式處理外，還可選擇送到專門的處理廠發電，對於正在推行綠化政策的城市是一個非常有利的選項。

廚餘發電處理技術也解決了生活上許多議題，除了減少過去因為垃圾掩埋引發惡臭造成鄰近民眾不滿的現象，同時也減少垃圾對土壤、水源及空氣的汙染，而產出再生能源則是對城市永續發展有相當的助益，相信未來會有更多城市採用這樣的技術。

參考文獻

1. 英國研究用剩飯剩菜發電 原理簡單前景可觀｜拯救地球。http://www.savetheplanet.org.cn/big5/sustainable/garbage/boigas.html
2. 英大力發展廚餘發電 首座電廠日供電6000餘戶｜廚餘堆肥．循環農耕。http://scraptosprout.blogspot.tw/2011/06/blog-post_20.html
3. 只靠廚餘發電的超市 英國Sainsbury搶先全球｜環境資訊中心。http://e-info.org.tw/node/101133
4. 把每天的下架食品拿來發電，英國大超市從此不需繳電費｜社企流。http://www.seinsights.asia/news/131/2562