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笋农定期疏伐竹园时，会生产许多废弃竹子，而竹加工厂生产竹制品时，也一并生产许多竹剩余废料，这些竹废料直接燃烧会造成环境污染，但随意堆积、弃置也不是解决方案。林试所研究人员想到将竹废料结合气化发电，除了解决竹废料问题外，还可以生产电力、竹醋液、生物炭等产品，300公斤竹废料可产生80度电，为竹废料找到另一条新出路。
竹废料新出路。图片提供：林裕仁。 竹材废料无处去 提到竹子大家第一个会联想到竹笋，但在1970年代到1980年代间，台湾竹产业加工相当兴盛，不过后来因为工资上涨，竹工厂便一间间拉下铁门，或是外移到中国大陆。 早期竹工厂生产竹制品时，会产生许多竹剩余废料，原本这些废料都由金纸厂收购作为金银纸原料，但近年环保意识高涨，金纸厂生产过程排放的大量污水严重影响环境，因此被勒令停工，这些竹废料就没有去处。 根据农委会林业试验所调查，2014年台湾原竹生产过程所产生的废料约8,997公吨，约占原竹总需求量10%，而台湾著名的竹制品生产区南投县竹山镇仍有30几间工厂持续营运，一个月就能产生700公吨竹废料，年竹废材产生量为8,395公吨。 当地业者不知道该如何处理这些竹废料，只好找上林试所求救，希望能解决竹废料问题。林试所森林利用组研究员林裕仁表示，来寻求竹废料解决方案的厂商一年可生产出300公吨竹废料，当时刚好遇到研发木质气化炉的兆映丰企业有限公司负责人卓家旺，思考若能将竹废料运用在能源发电上，除了能解决竹废料问题，还能产生能源，因此就决定投入竹废料气化发电相关研究。
卓家旺尝试将过去研发木质气化炉与竹废料结合，投入气化发电相关研究。图片提供：林裕仁。 300公斤竹废料发80度电 事实上，气化发电的概念早在二战时期就出现了，但因后来石化业发展兴盛，电力取得容易，部分国家并没有持续琢磨在气化发电研究。 卓家旺表示，气化发电原理就是热裂解，让废料从固态变成气态，将废料放入双层壁体结构的燃烧室内，透过燃烧、高温裂解后，便会产生可燃性气体，这些气体还需要经过冷凝、过滤等阶段，去除气体内含有的杂质，如：水分、焦油等，才能将气体输入内燃机中发电。 不过气化发电所产生的发电量，取决于废料物质来源，卓家旺指出，最初投入气化发电的原因是想解决行道树修剪枝条、风倒木、漂流木问题，因而投入研究，过去研究知道1公斤的木材可以产生1度电，效率非常高。 林裕仁表示，竹废料气化发电后能产生的电量，大约为300公斤竹废料可产生80度电力，属于生物质能源，生产生物质能源并不会增加大气中二氧化碳含量，因为燃烧后的碳与植物从大气吸收的碳相同，有别于石化燃油的碳，会增加二氧化碳浓度，因此欧美许多国家都可以投入生物质能源开发，烧木质颗粒发电，有些注重环保的国家甚至提高生物质能源比例超过50%。 不仅有电，还有更多附加产品 利用竹废料进行气化发电前，得先选择低含水量的竹废料，并破碎成小碎片，才能送进气化炉中。林裕仁表示，气化发电的过程并不是只会产生电力，还会生产出醋液、生物炭及焦油，这些原料都有经济价值。
竹废料经过热裂解等过程后，会产生可燃性气体，可直接点火燃烧。图片提供：林裕仁。 竹醋液的pH值大约在1到2之间，卓家旺表示，过去农民会运用竹醋液驱虫，或是使用在土壤中，可以协助清除土壤坏菌、提升好菌，或作为除臭剂，在日本也有人运用竹醋液泡澡，不过生产醋液产品得要有炭产业，因此目前这类产品大多都从国外进口。 林裕仁指出，气化发电生产出来的生物炭与平常农民燃烧的生物炭不太相同，因为一般生物炭是在500度到600度温度下烧制而成，但是气化发电的生物炭的燃烧温度超过1000度，性质比一般生物炭还好，但放在土里使用分解速度相对较慢，在农业上还需要再研究，不过气化发电的生物炭可运用在工业及生活中，像作为原子炭原料，或是做为过滤水的滤材、除臭等。 那焦油该如何再利用？卓家旺表示，早期的木头会漆上焦油，达到驱虫、防腐等效果，像可以漆在文旦、橘子类果树上，达到保护效果，或者也可以再将焦油进行二次裂解，用于发电。 评估区域状况，设置发电设备 每个区域的竹废料生产状况不见得相同，到底要怎么设置发电设备才会最好的选择？林裕仁表示，还是要看需求状况，举例来说，当初是竹工厂来寻求协助，因此设置一组气化发电设备就能解决竹废料问题。 林裕仁分析，单厂型投资气化发电成本较高，成本回收期也会相对较长，在投资效益评估时，有考量区域型发电，可搜集更多竹废料进行发电，成本回收期也能大幅缩短，但区域型无法由竹工厂单独操作，需要透过地方政府或是筹组专门公司执行业务，当中考量的内容不只有设备，连背后的营运都要详细规划。 台湾竹废料生产点不只有竹加工厂，还有笋农定期疏伐竹园后，留下的大批竹子，这些竹子也多无处可去，农民只能燃烧、破碎或烧制成生物炭。
气化炉设置机组数与地点都需要仔细评估，规划营运方式。图片提供：林裕仁。 卓家旺表示，气化炉也可以是移动式，目前最小的机组一个月可消化150吨的竹废料，有需求的地区可设置一台机组解决环境问题，像山区部落设立机组后，农民不需要将疏伐后的竹子、树木随意丢弃或燃烧，而且若遇到台风来袭断电时，这套设备还可以做为临时发电机应急。 法规、料源、设置地点仍是最大难题 虽然木废料、竹废料都可以用于气化发电上，解决大量废料问题，兆映丰企业有限公司也投入大笔经费完成第三代气化炉，但现阶段政府对于生物质能源气化发电厂并没有完善规范，因此目前竹子废材气化发电仍在研究阶段，得要有人先提出发电厂设置申请，才能逐一解决后续面临的问题。 林裕仁表示，到底发电厂该盖在哪？是否需要经过环评？厂商得先提出申请才会知道后续状况，另外在国外气化发电相关研究报告有提到，发电厂设置地点距离料源生产地得小于50公里，不然会赔钱。 卓家旺指出，发电厂就算能设置完成，料源能否稳定供应维持电厂营运？是否可直接向农民收购废料？但目前“经济部”能源局订定藉由无厌氧设备生产的生物质能源收购价格只有2.6元，这很难去稳定料源供应，希望政府能好好考量提高收购价格，这样厂商才能有资金去收购料源。 （本文字体已经过繁简转换，编辑：William） |
