第203期 2005年3月

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新世紀轉化能源

──固態廢棄物衍生燃料(RDF-5)

文／萬皓鵬

前言

　　 2005年1月1日起，環保署推動「垃圾強制分類」政策，將家庭垃圾分為：一般垃圾、資源垃圾與廚餘三種，此亦代表台灣都市垃圾政策，朝向「全分選、零廢棄」的方向前進，此種源頭分類的策略，對於垃圾資源化與再利用有相當大的幫助。

　　 針對都市垃圾中「非資源性適燃物」部分，如何有效應用且不對環境造成影響，為工程技術人員努力的方向。工業技術研究院於1999年，有鑑於再生能源發展的重要性，在經濟部能源局的委託下，發展出以都市垃圾及一般事業廢棄物為原料的「固態廢棄物衍生燃料」，不但使垃圾轉變為性質更均一的再生燃料，更提供我國廢棄物處理的新方向，堪稱為「新世紀的轉化能源」。

固態廢棄物衍生燃料是什麼？

　　 「廢棄物衍生燃料」(Refuse Derived Fuel; RDF)，顧名思義即是將垃圾經過適當的處理後，轉換為一種高效率、低污染，可利用的再生性燃料。圖1分別就美國與日本針對廢棄物衍生燃料的定義及能源效率作一說明。由圖中我們可以發現燃料等級由RDF-1至RDF-7逐漸提升，而能源使用效率也隨著燃料等級的提升隨之提升。簡而言之，如果我們將一般家戶所蒐集到的垃圾不經分類直接送入焚化爐中燃燒，則我們可以回收的能源將小於15%；反之，若經過衍生燃料技術轉換垃圾後，可以提供的可用能源，將可達到35%以上。

　　 「固態廢棄物衍生燃料」(Densified Refuse Derived Fuel; d-RDF; RDF-5)，是藉由破碎、分離、乾燥、摻配、造粒等程序，將廢棄物轉化成性質均一、容易儲運的固體再生燃料。此種衍生燃料可以結合現有的商業化燃燒系統進行利用，例如與煤炭於水泥製程中的旋轉窯混燒，或於燃燒煤炭的鍋爐中混燒，進而提供熱能、蒸汽及電力等能源。

　　 一般垃圾經過轉化變為RDF-5後，在使用上較一般生垃圾具有以下之優點：燃料尺寸、大小、形狀與性質較為均一、含水率低、熱值高、容易儲存及運輸、燃燒產生的污染物質低、燃燒效率高等。RDF-5不但符合環保要求，而且此種衍生燃料屬於綠色的再生能源，對於溫室氣體的減量亦具有相當的貢獻。

國內外固態廢棄物衍生燃料現況

　　 RDF-5技術的應用在國外已相當普遍，同時依照地區而使用不同的原料。在歐洲多以木屑等農林廢棄物，作成約直徑5mm與長30mm的圓柱狀固態衍生燃料，因冬天供暖的特殊需求，作為工廠甚至家庭用的暖氣燃料來源。此外，歐盟各國由都市垃圾(MSW)所產生的RDF-5總量至2001年已達三百萬噸，其中，奧地利、芬蘭、德國、義大利、荷蘭及瑞典等國之RDF-5生產系統已建置完成。

　　 日本對於RDF-5技術發展已有十年以上的時間，RDF-5以都市垃圾為主要對象，自1988年第一座RDF-5廠落成後，截至2004年底為止，日本已有60餘座RDF-5廠，所生產的RDF-5目前以大型發電應用為主。日本國內至2004年共有5座RDF-5電廠運轉，不但達到「分散處理垃圾、集中應用RDF-5」的目的，也解決了日本國內許多中小型焚化爐造成的空氣污染問題。

　　 我國自1999年由經濟部能源局委託工業技術研究院投入相關研發工作後，迄今完成了一座200公斤/小時處理量的實驗先導廠，先後製作了不同來源廢棄物的RDF-5，如圖2所示。去年(2004)，經濟部能源局、花蓮縣政府與工業技術研究院，更於花蓮縣豐濱鄉成功建造了全國第一座以都市垃圾作為原料的固態衍生燃料示範廠。此座示範廠每小時處理1,000公斤的都市垃圾，除可解決花蓮縣豐濱鄉當地每日產生的垃圾外，亦於台灣廢棄物處理方面，豎立了一個新的里程碑(圖3)。

我國廢棄物處理的新方向

　　 以都市廢棄物而言，2002年我國每人每日約產生0.831公斤的都市垃圾，總量約為18,482公噸/日，而都市垃圾的組成中約有85%為可燃物，低位發熱量約為1,863 kcal/kg，每日所產生的都市垃圾總熱值約為3.4×1010kcal，每年約可產生1.4百萬公秉的油當量。其熱值若能善加利用，將其轉換成電能，對能源幾乎全仰賴的我國將有一定程度的助益。

　　 台灣地區已規劃了21座大型焚化廠，但垃圾焚化處理且要回收發電效益，需超過一定數量的處理量，因此偏遠地區要聯合甚多鄉鎮才能達到此量，而在場址的選擇上，更需經過長期溝通與協調，其中隱藏甚多不確定變數。若單純以各鄉鎮自行處理，則小型焚化爐皆無能源回收之經濟效益，結果可觀的垃圾能源即化整為零，無法充份利用。因此若採用RDF-5方式處理垃圾，集中當做工業替代燃料(其熱值約3,500~4,000 kcal/kg)，將極具能源效益。

　　 目前環保署處理廢棄物的做法，已逐漸轉變為以資源回收再利用為理念的「全分選、零廢棄」的處理方式，如能整體性考量規劃全分選廠、RDF-5製造廠與RDF-5應用廠，並強化分選與廚餘回收的效率，將可降低RDF-5的製造成本與提高RDF-5的品質，並有效妥善的處理廢棄物。目前澎湖縣以全分選資源回收廠(包括RDF-5廠)取代原定之焚化廠，就是一個典型的例子，此種理念未來更可能在其他縣市，如花蓮縣、南投縣實現。這是結合能源與環保的最佳組合，也是一種永續發展理念的落實，有助於提高國內再生能源中生質能源的利用。

結語

　　 垃圾是一種錯置的資源，所有的垃圾都是應該可以再利用的物質。RDF-5是一種永續經營的理念，不僅妥善處理了廢棄物，也將廢棄物中所蘊藏的能源做最低污染、最有效率的應用。此外，RDF-5屬於再生能源的一種，因使用RDF-5而減少使用煤炭、石油所產生的二氧化碳，可視為對二氧化碳減量的具體貢獻，有助於減少溫室效應氣體的排放，減緩地球暖化的趨勢。因此，RDF-5不僅可解決部分廢棄物處理的問題，更可有效的提高我國再生能源的比例，提升國家整體的競爭力，可稱為「垃圾轉化之潔淨新能源」。

（作者為工業技術研究院能源與資源研究所　潔淨能源技術組 生質能研究室主任）

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