第六章 資源永續應用與關鍵契機
6.1 生物循環的商業應用
生物循環跨越幾個產業模式,可以用輸入與輸出的概念來做一個說明。
從輸入端為廢棄物質,輸出端可以為熱、電力、或回歸到農業利用自然物質。
Nielsen 說明一個整個生態的運作的價值模型,其中第 i 個產品的價值,來 自於數量Q (Quantity)、成本 C(Cost)、與價格 P(Price)。如下圖所示。
圖6. 1 Sectors Contributing to the biogas value chain109
從輸出的用途區分,可以以挪威與丹麥的經驗作為一個商業模式的價 值思考。從biogas 的產出,丹麥主要是從農業產出,挪威是由下水道污廢 水產出,兩個國家再商業發展的模式就有不同的樣貌。若從 biogas 利用的 結果來看,丹麥絕大多數用於熱能與電力,挪威則只有約半數的利用是用於 日熱能與電力,有絕大多數列為其他的用途是用於乾式消化(Dry Digestate) 農業育肥。從這樣得結果來看,丹麥的biogas 每噸的處理成本為 23.1 歐元;
可以得到的獲利為21.2 歐元;但挪威每噸的處理成本為 28.1 歐元;可以得 到的獲利為50.1 歐元。則從商業模式來說,挪威的策略較能產生更大的附 加價值。
109Nielsen, Lise Skovs, “Biogas value chain – Microeconomic incentives and policy regulation”, 2Technical Universityu of Danmark, 2018
第六章 資源永續應用與關鍵契機
6.1 生物循環的商業應用
生物循環跨越幾個產業模式,可以用輸入與輸出的概念來做一個說明。
從輸入端為廢棄物質,輸出端可以為熱、電力、或回歸到農業利用自然物質。
Nielsen 說明一個整個生態的運作的價值模型,其中第 i 個產品的價值,來 自於數量Q (Quantity)、成本 C(Cost)、與價格 P(Price)。如下圖所示。
圖6. 1 Sectors Contributing to the biogas value chain109
從輸出的用途區分,可以以挪威與丹麥的經驗作為一個商業模式的價 值思考。從 biogas 的產出,丹麥主要是從農業產出,挪威是由下水道污廢 水產出,兩個國家再商業發展的模式就有不同的樣貌。若從 biogas 利用的 結果來看,丹麥絕大多數用於熱能與電力,挪威則只有約半數的利用是用於 日熱能與電力,有絕大多數列為其他的用途是用於乾式消化(Dry Digestate) 農業育肥。從這樣得結果來看,丹麥的biogas 每噸的處理成本為 23.1 歐元;
可以得到的獲利為21.2 歐元;但挪威每噸的處理成本為 28.1 歐元;可以得 到的獲利為 50.1 歐元。則從商業模式來說,挪威的策略較能產生更大的附 加價值。
109Nielsen, Lise Skovs, “Biogas value chain – Microeconomic incentives and policy regulation”, 2Technical Universityu of Danmark, 2018
用意願不足(擔心重金屬與運送成本)。
圖6. 2 Production, feedstocks and utilisation of biogas in Norway and Denma110
110Kari-Anne Lyng12*, Lise Skovsgaard Nielsen3, Henrik Klinge Jacobsen3 and Ole Jørgen; “The implications of economic instruments on biogas value chains– a case study comparison between Norway and Denma”, 2018
用意願不足(擔心重金屬與運送成本)。
圖6. 2 Production, feedstocks and utilisation of biogas in Norway and Denma110
110Kari-Anne Lyng12*, Lise Skovsgaard Nielsen3, Henrik Klinge Jacobsen3 and Ole Jørgen; “The implications of economic instruments on biogas value chains– a case study comparison between Norway and Denma”, 2018
表6. 1 農業灌溉方法比較
表6. 1 農業灌溉方法比較
圖6. 3 智慧農業生物循環發展步驟
著名的 ORC (Organic Ranking Cycle)商業模型,Tuboden 為歐洲公 司,專注於發展ORC 技術,將熱與電能以生質能、廢棄物燃燒、太陽 能、地熱等方式回收再利用,達成生物與工業循環的轉換。關鍵技術為 Turbogenerator 的設計,2009 年併入航太與器渦輪大廠 UTC 集團。
2013 年與三菱重工策略結盟。目前全世界已建立 300 做 ORC 工廠,其 中 240 座工廠保持流程。營運規格在 220kW~15MW 間。安裝的工廠 包含水泥廠、鋼鐵廠、電弧工業、玻璃工業、焚化爐等。
2. 節水旱作管路灌溉,配合精準農業發展。
3. 移用農業用水作業,基於「受益者付費」原則,依經濟部「農業用水 調度使用協調作業要點」規定,將所需水量精算後,洽農田水利會就 有關調用水量、調用期限、補償金額及補償之給付方式等,先行與被 調用水量者進行協商。公告停灌休耕,依據「農業用水調度使用協調 作業要點」,由需水單位(自來水公司)就調用水量、調用期限、補償 金額及補償之給付方式等先行與被調用水量者進行協商辦理,有關之 經費則由需水單位負擔。
4. 智慧水務包含智慧灌溉、智慧地下水、智慧水庫、智慧防汛、智慧公 共給水等,搭配不同監測器,進行即時監控及數據傳輸,並配合專業 數據解讀分析、無線網絡、水質水壓表等在線監測設備實時感知城市 供排水系統的運行狀態,整合水務管理部門與供排水設施,形成「城 市水務物聯網」,將水務信息進行分析與處理。各國發展智慧水務的重 點,強調建立監控智慧水網,進而解決水資源調配問題,搭配自來水 管 網 的 分 區 計 量(District Metering Area, DMA) 及 自 動 讀 表 系 統 (Automated Meter Reading, AMR)來建置完整的智慧水網,解決管網漏 水。智慧水網的建置不單單僅只限於工廠個體、家戶單位,而是涵蓋 整個用水範圍,包含供水系統、工廠、大樓、學校、公共建設、一般 家戶及地下水等;自動讀表功能依國家標準CNS14273 自動讀表系統 之通訊介面單元的標準,範圍包含讀表介面單元(meter interface unit, MIU)之網路架構、傳輸網路種類、實體特性及相關控制功能等。透過 該技術標準規範,資訊可有效利用,資訊安全也可受到保障。
5. 智慧管理在農業上應用十分廣泛,參考美國智慧管理應用,已由傳統 自動化農耕進階至整合物聯網及大數據智慧整合平台系統;日本因應 高齡化的社會,政府斥資40 億日圓推動農耕自動化,並透過大數據分 析偵測土壤濕度及肥力等以智慧管理田間灌溉操作後,利用智慧管理 田間灌溉有效利用水資源及節省人力。在循環經濟架構下,作為一個 商業模型的初始。
圖6. 3 智慧農業生物循環發展步驟
著名的ORC (Organic Ranking Cycle)商業模型,Tuboden 為歐洲公 司,專注於發展 ORC 技術,將熱與電能以生質能、廢棄物燃燒、太陽 能、地熱等方式回收再利用,達成生物與工業循環的轉換。關鍵技術為 Turbogenerator 的設計,2009 年併入航太與器渦輪大廠 UTC 集團。
2013 年與三菱重工策略結盟。目前全世界已建立 300 做 ORC 工廠,其 中 240 座工廠保持流程。營運規格在 220kW~15MW 間。安裝的工廠 包含水泥廠、鋼鐵廠、電弧工業、玻璃工業、焚化爐等。
2. 節水旱作管路灌溉,配合精準農業發展。
3. 移用農業用水作業,基於「受益者付費」原則,依經濟部「農業用水 調度使用協調作業要點」規定,將所需水量精算後,洽農田水利會就 有關調用水量、調用期限、補償金額及補償之給付方式等,先行與被 調用水量者進行協商。公告停灌休耕,依據「農業用水調度使用協調 作業要點」,由需水單位(自來水公司)就調用水量、調用期限、補償 金額及補償之給付方式等先行與被調用水量者進行協商辦理,有關之 經費則由需水單位負擔。
4. 智慧水務包含智慧灌溉、智慧地下水、智慧水庫、智慧防汛、智慧公 共給水等,搭配不同監測器,進行即時監控及數據傳輸,並配合專業 數據解讀分析、無線網絡、水質水壓表等在線監測設備實時感知城市 供排水系統的運行狀態,整合水務管理部門與供排水設施,形成「城 市水務物聯網」,將水務信息進行分析與處理。各國發展智慧水務的重 點,強調建立監控智慧水網,進而解決水資源調配問題,搭配自來水 管 網 的 分 區 計 量(District Metering Area, DMA) 及 自 動 讀 表 系 統 (Automated Meter Reading, AMR)來建置完整的智慧水網,解決管網漏 水。智慧水網的建置不單單僅只限於工廠個體、家戶單位,而是涵蓋 整個用水範圍,包含供水系統、工廠、大樓、學校、公共建設、一般 家戶及地下水等;自動讀表功能依國家標準CNS14273 自動讀表系統 之通訊介面單元的標準,範圍包含讀表介面單元(meter interface unit, MIU)之網路架構、傳輸網路種類、實體特性及相關控制功能等。透過 該技術標準規範,資訊可有效利用,資訊安全也可受到保障。
5. 智慧管理在農業上應用十分廣泛,參考美國智慧管理應用,已由傳統 自動化農耕進階至整合物聯網及大數據智慧整合平台系統;日本因應 高齡化的社會,政府斥資40 億日圓推動農耕自動化,並透過大數據分 析偵測土壤濕度及肥力等以智慧管理田間灌溉操作後,利用智慧管理 田間灌溉有效利用水資源及節省人力。在循環經濟架構下,作為一個 商業模型的初始。
圖6. 6 Turboden 水泥製程熱回收117
圖6. 7 Turboden ORC 焚化爐熱水回收117
Turboden 的商業模式,分為五段流程,從研發階段、市場評估階段、
設計階段、營運階段與售後服務的一貫化流程。如下圖。
圖6. 4 Turboden 發展歷程118
圖6. 5 Turboden ORC117
118https://www.turboden.com/
圖6. 6 Turboden 水泥製程熱回收117
圖6. 7 Turboden ORC 焚化爐熱水回收117
Turboden 的商業模式,分為五段流程,從研發階段、市場評估階段、
設計階段、營運階段與售後服務的一貫化流程。如下圖。
圖6. 4 Turboden 發展歷程118
圖6. 5 Turboden ORC117
118https://www.turboden.com/
圖6. 9 宇陽科技商業模型119
中國大陸的嘉博文-蒲江;提出 5+1 縱合服務,包含電商平台、冷鏈物 流、綠色信貸、農業保險、有機認證、檢驗檢測等,發展出以土壤為本質概 念,做低碳循環、固廢回收、土壤生物化與生物防治。
圖6. 10 以土壤為本質的低碳循環經濟
中國大陸物聯網科技發展快速, 結合生物循環與金融服務,形成 另一種循環經濟的契機。傳統漁業由於養殖技術和設施落後、服務體 系和行業標準缺乏,養殖過程中存在水產品易死易傷、化學類藥劑使 用氾濫、水質污染等弊端,銷售流通中又存在傳統養殖水產品供過於
119http://uct.com.tw/
圖6. 8 Turboden 商業模型117
另一個生物循環的商業模型,宇陽能源科技(台灣);宇陽定位為為畜 牧廢棄物尋求綠色解方,包含將豬隻糞尿、產生肥料、生產作物、沼氣發電、
沼渣處理流程,形成一個具有價值主張的Proposal。其在 APEC-ACABT 舉 辦的一場國際性能源、環保議題脫穎得到亞軍,實際驗證理念於大豐畜牧場 沼氣發電。其商業模式在於能將畜牧廢棄物,提煉出最高的甲烷濃度(~75%, 高於業界~56%),使得 Trash to Treasure 的路徑產生價值,達成零廢棄、全
沼渣處理流程,形成一個具有價值主張的Proposal。其在 APEC-ACABT 舉 辦的一場國際性能源、環保議題脫穎得到亞軍,實際驗證理念於大豐畜牧場 沼氣發電。其商業模式在於能將畜牧廢棄物,提煉出最高的甲烷濃度(~75%, 高於業界~56%),使得 Trash to Treasure 的路徑產生價值,達成零廢棄、全