▲逢甲大學商業化養豬場氫烷氣發電設施。（圖／核研所提供）


【亞太新聞網／記者蕭任峰／台中報導】

在經濟部能源局補助下，行政院原子能委員會核能研究所(以下簡稱核研所)多年來深耕二代生質能源技術，所發明之「可多元化應用之纖維生質物解聚糖化技術」，為一種能夠將農林廢棄物、能源作物等纖維原料，經解聚及糖化處理後轉換為有價工業原料的創新技術及量產系統，並已驗證適用於多種料源，具長期穩定性、高解聚效率、低能耗及低維修保養等符合商業應用需求的功能。

目前本技術已有9件國內外專利保護，可應用於低碳能源(非糧生質酒精)、高階醫材或生質塑膠(聚乳酸材料)、高值材料(奈米纖維、碳纖維)、食品飼料(木糖、木寡糖、木糖醇)等綠色產業，市場寬廣潛力極高，並已於105年榮獲第十三屆國家新創獎。近年來為了推動生質能極大化與多元化應用，核研所亦進一步將上述解聚技術精進，並整合厭氧發酵產製沼氣，其實驗測試結果已顯示，解聚技術可有效破壞纖維原料的結構，且被破壞纖維料源不僅可逕行進行沼氣生產，亦可適當的添加於具有生產沼氣潛力之畜殖廢水、工業及生活廢水，有效提升原廢水沼氣生產量且加快生產速率，據此提升沼氣生產之經濟性。整體而言，該發明除了具有協助國內打造新興之生質精煉產業的潛力外，同時兼具協助國內增加生質綠電之貢獻、降低化石資源依賴及創造溫室氣體減量之三贏效益。


▲逢甲大學HyMeTek產氫技術演進圖。（圖／核研所提供）

複雜有機物如農業廢棄物稻稈、蔗渣、廚餘、畜牧廢水等可以透過產生沼氣的方式來產生能源如電力與熱能，而這樣的一個技術應用在歐洲已有1900座大型沼氣發電廠。逢甲大學所發展的二階段沼氣生產技術”HyMeTek”主要是將傳統的單一階段產沼氣程序(酸化與甲烷化在一個反應槽完成)，轉變成高效率的二階段產氫產甲烷程序(酸化產氫與產甲烷分兩個反應槽來完成產沼氣的程序)，而這樣的一個技術是目前的全球發展高效率沼氣技術的新趨勢。到目前為止該技術可以提升傳統沼氣產生量達8-43%，逢甲大學生質氫能團隊發展HyMeTek技術從1998年開始在實驗室以批次燒瓶開始，進而到連續流方式產生物氫，最後在實驗室固定優化的生物菌種，2006年發表了生物產氫速率(15 m3/L/hr)世界第一的學術論文在International Journal of Hydrogen Energy，到目前為止還沒有一個國際研發團隊超過這一個紀錄。然而高產氫速率不代表可以將該技術商業化，故逢甲大學從2006年開始發展商業化技術，從能源局的計畫支持，結合科技部、教育部以及逢甲大學重點計畫的支持，在逢甲大學校園內建造了瘸世界第一座生物產氫的先導工廠，該工廠也經過三次的進化加入了產甲烷槽、生物氫加氣站等設備，逢甲大學也開發了移動式’二階段沼氣諧能發電站”，也於台灣中部啤酒廠、食品工廠實地操作驗證。


▲核研所解聚技術應用於沼氣生產及其他應用之示意圖。（圖／核研所提供）

目前逢甲大學的技術已實際商業化應用於南投草屯新合興牧場，設計發電量為25 kW，預估每年可回收躉購經費約100萬元。逢甲大學所開發的”二階段高效率沼氣生產技術HyMeTek”除了可以處理高有機汙染的廢水，還可以產生生質能源賣電給國家產生經濟價值，也可以提升產業的綠色形象，未來也可以賣出減少二氧化碳所累積的”碳權carbon credit”，可以說是近期最夯的生質能源技術，在目前政府5+2產業的推動下，以及鼓勵以大豬場帶小豬場的政策推波助燃下，該技術產業發展與提升我國再生能源佔比則可以期待。（經濟部能源局補助）