第四章 結果與討論
4.6 單位發電量比較
以氣體燃料來進行發電量比較，本研究實場每立方米的沼氣可生 產 0.978 度的電力，如方程式 4.43 所示。
832,320 kwh
850,895 𝑚3 = 0.978 𝑘𝑤ℎ/𝑚3
(4.43) 天然氣每立方米可發電度數以天然氣熱量轉化進行計算。1m3天 然氣熱量為 8500kcal，一度電熱量是 860kcal，1 大卡等於 0.00418 兆 焦，1 瓦特為 1J/sec，1 度電=1kwh，平均轉換效率 40%，每 m3所生 產電力如方程式 4.44 所示。
(8500 kcal/𝑚3∗ 4180 J ∗ 1000
3600 ∗ 1000) ∗ 0.4 = 3.94 度
(4.44)
從上述牧場計算 1m3沼氣產電量為 0.978kwh 與 1m3天然氣產電 量 3.94kwh 相差約 3 倍，Talberg (2011)以天然氣為燃料，採用單循環 燃氣渦輪機之方式發電，其 CO2排放強度亦會高於 EPS 所規範之 500 g CO2 /kwh。故為符合標準，則需採用以天然氣為燃料之複循環燃氣 渦輪機，或是應用更先進之技術，在沼氣總產量不變的情形下提升沼 氣發電效率可降低損失，將沼氣作為燃料進行發電時，以能源局所提 供之能源原始單位排放係數 0.0010881 tons CO2 /m3計算該實場電力 排放係數為 1,110 g CO2/kwh，與 Talberg (2011)提供單循環與復循環 燃起渦輪機排放係數 370 ~ 620 g CO2/kwh 相比較高，原本所是用單 循環燃氣渦輪機排放系數為 620 g CO2/kwh，當提升至復循環燃氣渦 輪機時，電力排放系數從 620 g CO2/kwh 下降至 370 g CO2/kwh，這結 果顯示提升沼氣發電設備轉換效率對電力排放系數是具有影響力的。
當系統效率提升時，電力排放系數會明顯下降，但仍無法降至低 於 EPS 標準，此時則需要再投入 CCS 技術來降低探電力排放系數來 使排放系數更接近於標準值。因此在情境三納入計算時將土壤碳儲存 與電力取代做為可行性技術納入計算，沼氣電力排放系數將從 1.11 kg CO2/kwh 下降至 0.749 kg CO2/kwh，使排放係數更接近 EPS 所規範之 排放標準。因此本研究建議以提升沼氣發電設備提高轉換效率並結合
實場內碳儲存技術來增加單位沼氣的電力生產量，並可以降低二氧化 碳的排放。
第五章 結論
1. 沼氣發電的躉購電價單價比外購電力單價來的高，因此供應 三段式污水處理系統的運作仍然使用外購電力，即使純化塔 及發電機組已經透過沼氣發電自用，在外購電力上仍然造成 223 噸的二氧化碳當量排放。加總所有系統所排放的二氧化 碳為 1,064 tons，相當於最終電力碳足跡為 1.279 kg CO2-eq/kwh。
若將沼氣電力所產生的減碳效益納入評估，則總排放量為 620 tons CO2-eq，電力碳足跡為 0.749 kg CO2-eq/kwh。而使用能源 局所公告的排放係數作為沼氣燃燒排放依據總排放量為 925 tons，電力碳足跡為 1.11 kg CO2-eq/kwh。
2. 消化產物的回收使用使土壤中的碳含量大幅度增加，從相關 文獻進行數據彙整發現，消化產物作為肥料施作於土壤時，
可使土壤碳儲存的潛力增加。本研究以文獻數據進行推估實 場土壤碳儲存，實場投入消化產物施用所造成的土壤碳封存 為 224 ton CO2-eq，佔了總排放量的 21%，與文獻 341,858 ~ 470,388 ton /年的碳儲存相比本研究的結果較低，造成這結果 的原因可能是因為消化產物的投入量和消化產物的成份差異 所造成的影響。
3. 情境二與情境三所計算的沼氣電力碳足跡分別為 1.548 kg
CO2-eq/kwh、1.279 kg CO2-eq/kwh、1.11 kg CO2-eq/kw 及 0.749 kg CO2-eq/kwh，這四種電力碳足跡以 1.279 kg CO2-eq/kwh 最為接 近實際值，這是因為 1.548 kg CO2-eq/kwh 的電力碳足跡將土壤 碳儲存排除計算，1.11 kg CO2-eq/kwh 的碳足跡只考慮發電階 段，而 0.749 kg CO2-eq/kwh 的電力碳足跡由於將沼氣取代一 般電力所造成的減碳效益納入計算。一般而言電力效益是給 使用端而非電力供應端，所以在電力碳足跡的選擇使用上，
以 1.279 kg CO2-eq/kwh 較為接近實際值。
4. 沼氣主成分中的甲烷所造成全球暖化效應為二氧化碳的 25 倍，透過燃燒將 GWP 值從 25 轉化為 1 時，不僅可以減少溫 室氣體的排放並降低對環境的衝擊，還可以透過自願性減碳 專案(Voluntary Carbon Standard，VCS)獲取額外的碳權及額外 的經濟收益。在情境四以直接排放做為申請碳權的基線情境，
以能源局公告排放係數所計算總排碳量的收益最高，共新台 幣 10,425,160 元整，而以牧場實際值所計算總排放量收益新 台幣 10,220,446 元為最低。
5. 沼氣發電與天然氣發電相比，單位發電量差了 3 倍，這與發 電設備的轉化效率有關。本研究建議改善發電設備的轉換效 率，透過轉換效率的提升減少更多的二氧化碳排放，轉化效
率改成發電效率。
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107 學年度第 2 學期環工組口試初稿回覆意見對照表
Assessment of carbon emission reduction of a swine farm by life cycle analysis
老師問題與建議 學生回覆
老師問題與建議 學生回覆 一樣的，將消化產物所造成的碳儲存納入
進量引響會很大，但那只是推估，並非實 際測量出來，且應該要把有沒有使用消化 產 物 分 開 來 講 ， P.37 的 圖 比 較 像 是 把 14064-1 和 14064-2 混在一起講。
物所造成的減排效益分開來描述，讓有使 用消化產物跟沒使用消化產物的影響從 圖上觀看較為明顯。