鐘琍菁、陳幸德 /工研院材化所
前言
為了因應石油危機，國際間於1970年代開始全力投入生質燃料的發展，到了2000年之後，全球減碳與能源價格高漲，促使歐美等主要國家大力推動生質燃料相關政策。根據REN21 (Renewables 2017 Global Status Report) 「全球再生能源現況報告」，2016年生質能發電裝置容量總計達112 GW，包含固態生質能與沼氣發電裝置容量較前一年成長了5.67%，生質能發電量則是成長了8.62%，達到504 TWh。2016年生質能發電量最多之國家依序為美國、中國、德國、巴西、日本，此五大國之生質能發電量便占了全球生質能發電量的52%左右。
生質能的發展，原料來源從糧食作物，朝向草本作物、都市廢棄物、農林剩餘資材、畜牧業廢棄物等對土地利用影響較小的原料發展，當中，生質沼氣技術開發成為不可或缺的重要議題。近期因為歐美等主要市場逐漸飽和，市場成長動能逐漸轉移到東南亞等新興國家。本文將分享四月中於馬來西亞，由德國IBBK機構所舉辦的2018 Agro-industrial Biogas研討會以及BiogasAPAC亞太沼氣論壇中，有關國際沼氣產業發展現況及德國沼氣技術發展趨勢，以供讀者參考。
國際發展現況
生質沼氣最早期係扮演偏遠地區的補充能源，以分散式系統運作進行沼氣之生產、儲藏與使用。隨著都市及農業現代化的演進，集中式大規模垃圾掩埋場及畜牧場成為主要產氣場域，之後更因生質能源應用技術有所精進，使得沼氣產生的電可併入電力系統，成為區域電力的供應者。目前全球沼氣產量最多的國家主要在美國與歐洲，由圖一可見，歐洲國家中以德國建廠數量最多，其次為義大利、法國、瑞士及捷克。德國擁有逾20年的實廠經驗，根據2016年的統計資料顯示(圖二)，德國已建有9009家沼氣廠，總發電量達4,166 MW，可提供八百萬個家庭的使用電量，約1.2百萬公頃的農業用地提供沼氣產電用，總計有120,000 m3/h甲烷輸入至天然氣網。截至2016年為止，德國共有196個生質甲烷站，屬歐洲之冠，在在顯示德國在沼氣發電產業技術上，已臻發展成熟階段。
圖二、德國歷年沼氣廠累積家數及發電容量
由於歐美等主要市場逐漸飽和，近期以亞太地區為全球最大生質發電市場，預估2020年市場規模將達到131億美元，約佔全球50%。當中，以中國大陸與東南亞市場最受矚目。由圖 3統計資料顯示，東南亞地區沼氣發電每年新增市場規模約60~100 MW，年成長率約10%。其中以泰國為主要市場，約佔50%，其次依序為印尼(約25%)、馬來西亞(10%)、菲律賓(10%)、越南(5%)，應用市場以油棕、木薯澱粉、橡膠、造紙、釀酒等產業廢水為大宗，佔......以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
圖三、東南亞地區沼氣發電市場規模