各种处理法的碳排放问题

處理過程的碳排放

传统或现行有机废弃物处理法是利用微生物的分解作用,因此在处理过程中会排出并损失大量的碳含量,一般来说约占原物料所含的50%~60%。以二氧化碳或沼气的形式排放到大气中,这两种气体已经被认为是造成地球暖化最主要的因素,其中沼气所造成的温室效应更是二氧化碳的约300倍。

Carbon Dioxide

环境的隐性成本

我们可经由以下公式简单的试算得到采用传统堆肥的处理法每处理1吨有机废弃物,约会释放0.73吨的二氧化碳(式1),以目前国际碳交易市场上的价格约每吨碳权约25美元来计算,采用传统处理法处理有机废弃物每吨就要增加约20美元的环境污染成本(资料来源为何?要写出来)。

1吨有机废弃物 x 40%(有机质之干料重) x 50%(堆肥过程损失的碳) x W =0.73 吨………(式1)

其中,W = 二氧化碳分子量/碳分子量 ≒ 3.67

有机质的流失损益

有机废弃物无论是采用传统堆肥、机械式堆肥、快速发酵、Biogas、掩埋甚至直接丢弃未处理,其原理都是利用微生物的「发酵」作用将有机质「分解」,因此过程中避免不了会排放大量的二氧化碳和沼气。除了排放气体造成温室效应外,更重要的是有机废弃物内的碳在处理过程中大量流失,使得这类处理法的成品大都损失大量之有机质,对土壤有机质含量之增加减少。

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两个传统方法之事实

  1. 传统堆肥过程是利用长期堆置,让有机物经由微生物「分解」释放二氧化碳及甲烷,待其完全腐熟后,才能施用在土壤。
  2. 传统所谓之高速发酵同样是利用微生物将有机物「分解」释放二氧化碳,但并未完全分解,因此需再堆置后腐数十天才能使用。

一项创新科技–免堆肥技术

有机物的组成成份主要为C(碳)、H(氢)、O(氧)、N(氮)、S(硫)、P(磷)、K(钾)、Ca(钙)、Mg(镁)等及其他微量矿物元素。由于传统堆肥或高速发酵是利用微生物「分解」原理,所以发酵过程中释放的二氧化碳及甲烷,造成有机物中的碳大量流失(约50%~60%)。免堆肥科技是运用酵素之「反应」原理,快速将有机物「转化」及「稳定化」成肥料,并可立即施用,时间很短,因此没有碳含量的流失,因此相较于传统堆肥处理或高速发酵法,本免堆肥科技完全可达到减碳的目标。

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图解免堆肥碳封存技术

免堆肥科技具有将废弃物内的碳封存的技术。因为免堆肥科技反应作用时间短,且不是利用微生物分解,处理过程中不会有二氧化碳释放的问题,废弃物的碳含量在处理过程中只会有极微量的释放,就好像人体食物消化过程中会只排放少量的气体一样(如放屁),因为免堆肥科技是运用人体消化理论所创新的技术;而传统堆肥或高速发酵则约有50~60%的二氧化碳释放。

下图为有机废弃物未处理前的元素组成示意图,可看出有机废弃物碳含量很高,但其他氮、磷、钾等成份比例很低

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下图为有机废弃物经过传统或现行处理(堆肥、快速发酵、Biogas、掩埋)后的元素组成示意图,可看出有机废弃物内的碳含量已经大量流失,且氮磷钾等成份含量依旧很低

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下图则是经过免堆肥科技处理后的成品的元素组成示意图,可看出有机废弃物经免堆处理不但碳含量没有损失,且氮磷钾的比例可以调整提升,为什么会如此?

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这是由于免堆肥处理中会加入免堆配方(酵素&资材),配方中的资材会依照客户需求及用途加以调配,以让成品达到肥料的需求!

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免堆肥的产品即为碳封存容器

现有的碳封存技术有很多种,例如将二氧化碳加压后封存至地层深处,但是无论哪一种方式都比不上利用自然资源作为保存碳的最佳「容器」,也就是我们熟悉的「土壤」。土壤之所以能够孕育万物,便是因为它含有丰富的有机质与矿物质。免堆肥科技在处理过程中没有碳损失的问题,因此可将有机碳封存在成品中,当施用于土壤中可藉由作物和土壤吸收的作用将有机碳转换成新的生命力。

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以100公斤的厨余为例,假设含水率为80%,分别采用传统堆肥堆置60天另高速发酵处理3天后再堆置30天,比较采用免堆肥处理添加2公斤反应剂经1小时及3~24小时干燥后,其干料及水分比变化如下:
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由上表我们可看出,采用传统堆肥或高速发酵法处理有机废弃物,由于微生物分解作用的原理,约会损失50%~60%的干料重(以CO2方式释放到空气中),因此最终成品量只剩下原物料的15%。而免堆肥处理时间短且不释放气体(不消耗碳含量),处理中并须添加1~2%的免堆肥配方(酵素和资材),因此成品量高达102%(未干燥之湿肥)及33%(已干燥之固肥)。由于免堆肥科技处理反应过程只要1小时,并可以选择将废弃物转换成湿肥料,可节省干燥所需的时间,及大幅降低能源成本。农业废弃物处理成湿肥料是最经济的,因为处理后未干燥仍然可立即施用于耕地上,省去了存放及干燥的费用。