化腐朽為神奇 綠色矽島不是夢

廢物利用再回收 不但解決環境污染 亦能轉變成天然資源

張世勳 美國德州農工大學化工系博士後研究員

上任剛滿兩個月的陳水扁總統及新政府的遠景之一,便是將台灣建設成一個兼顧環保與經濟發展的「綠色矽島」。然而在政府多年來偏重經濟發展而忽略規劃的情況下,「綠色矽島」究竟只是一個搖不可及的夢想,還是有可能美夢成真?

台灣地狹人稠,廢棄物的處理排放一直是相關單位相當傷腦筋的問題。一般家庭所生產的垃圾中,除了金屬、塑膠、玻璃可回收之外,其他的部分如廚餘、紙類等則多以焚化爐焚燒處理。以焚化爐處理垃圾雖然簡單快速,但家庭垃圾因有大量廚餘而富含水份,使得燃燒垃圾時效率偏低,且因燃燒不完全易造成空氣汙染,導致民眾多數反對焚化爐興建在自己社區附近,加上燃燒垃圾所產生的熱能難以有校效利用而白白浪費,因此以焚化爐處理垃圾不能算是一種好的廢物處理方法。

另一種令人傷腦筋的廢棄物便是家畜的排泄物。以養豬業為例,大多數養豬戶因受限於經濟能力,數量龐大的豬糞大多未經適當處理便排放到附近溝渠或河川,造成相當嚴重的汙染。行政院為遏阻高屏溪、淡水河、曾文溪、大甲溪及頭前溪流域內的因排放豬糞造成的水源汙染,於1998年斥資六十四億元做為該流域內養豬戶拆遷的補償費用,企圖以「買斷」豬隻的方式來解決長久以來的水源汙染問題。其立意雖美,但由於執行上困難重重(養豬戶多半繼續養豬維生),豬糞汙染河川的事還是持續發生。

以上所舉的垃圾及豬糞只是眾多汙染來源中的兩個例子,其他可能造成環境污染廢棄物還包括下水道汙染、工業汙染、農業廢棄物(如稻草,甘蔗渣)、及蓄業廢棄物(如雞毛)等等。這些廢棄物現行的處理方式有的會造成二次汙染(如燃燒稻草造成空氣汙染),有的效率不佳導致生產成本增加。若能研發出一套既有效率又乾淨的廢棄物處理方法,不只能夠將這些廢棄物轉變成有用的產品的話,這些產品的收益便可用來抵銷廢棄物處理費用。如此一來,環境得到保護,又不至於阻礙經濟的發展,何樂而不為?但問題是:到底有沒有這種處理技術呢?

過去九年來,位於美國德州農工大學、以何查波(Holtzapple)教授為首的研究,目前已經發展出一套新技術,以生物及化學的方法,乾脆而有效地將上述廢棄物轉變成多種具有價值的產品,例如動物飼料、有機酸、酮、及酒精(見圖一)。筆者自1992年赴美求學時間即成為該研究小組的一員,投入這項研究多年至今。由於這項技術兼顧效率、環保、及經濟。本研究小組於1996榮獲美國總統柯林頓及副總統高爾所頒獎的「挑戰綠色化學」總統獎(Presidential Green Chemistry Challenge Award)。此程序的所有步驟及技術已經在實驗室中證實可行,目前我們正在校內建造一座日處理量50磅的小型試驗工廠,第一階段的工程已近完工試車。

此項技術不僅在技術方面具有高度可行性,在環境面及經濟面上亦是如此。它的特色包括:(1)所有副產品完全回收利用,沒有二次公害問題,是一項極乾淨的廢棄物處理技術;(2)可利用的原料種類繁多,可視建廠地點的地方產業來決定使用何種原料(例如稻米產區可用稻草,糖廠附近可用甘蔗渣,或養豬戶集中地可用豬糞)以節省運輸成本;(3)由於原料是廢棄物,多半可以免費或以極低的代價取得;(4)此技術相當具有彈性,可視市場的需求及價格來調整產品的種類與數量;(5)應用許多新穎的技術,建廠及操作成本低廉。

以豬糞為例來做經濟評估,一頭豬每日平均排出固體糞便0.5公斤,以台灣毛豬總數大約六百八十萬頭計算,一年可產生近一百二十萬公噸的固體糞便。建造一座年處理量一百二十萬公噸的工廠來處理全台灣的豬糞,資金成本不過三十億元,還不到行政院發放的養豬戶拆遷補償費用(六十四億元)的一半。不但經濟上大為划算,而且是解決水源汙染的釜底抽薪之計。

倘若其他的廢棄物如垃圾、稻草、汙泥等也能用這項技術處理的話,將可大幅減輕其他環境汙染問題;而由這些數量龐大的廢棄物轉變而來的酒精,對缺乏天然能源的台灣來說,或多或少可以減輕對進口能源的依賴程度,可謂一舉數得。如此一來,相信「綠色矽島」的夢想應不再遙不可及了!

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