日本汙水下水道不僅能發電 還能溫暖你的家

日本近年各地政府的衛生下水道處理場，都正積極更新設備與技術，提高減廢功能的效率之外，也在節電上十分努力，更找到許多發電產熱的方式。

圖：傳統汙水下水道的最終處理程序。(國土交通省)

文／宋竑廣 (文字工作者)

    在台灣，再生發電／節能的利用往往有各式各樣的意見，常常在開創一種新的利用方式時，總會有人憂慮其可行性或性價比如何。舉個生活上的例子來說，在公廁使用烘手機時，雖然節約了用紙，但機器本身的造價、製程對生態環境的影響如何，卻不容易掌握，讓人感到怯步。

    在這種不知道利大不大於弊的狀況下，我對本來就得裝設的衛生下水道，本來就會有的下水道污泥的相關利用，產生了興趣；特別是許多縣市的下水道，不說利用沼氣再生發電的利用狀況如何，或是用電效率多好，可能光是「普及率」都還差強人意；或許，可以透過日本的他山之石，提高大家做下水道建設的興趣，而且因為「後來做的功能較好」，不只是亡羊補牢的概念喔！

    首先，本身效率的改善，當然是最不假外求的了。東京都下水道局在3月公告，開發了水質改善與節能兩者兼顧的新淨水高度處理節能技術，跟過去的「標準處理方式」比較起來，較新的處理方式已經可以把氮再減少3成 5，磷可以再減少 6成，但用電也增加了3成；而東京都這次引用的新淨水處理節能技術，既能保持住新的淨水水準，又可以讓（新處理的）用電削減兩成以上。

    我常聽到一種觀念是，因為功能變強變多，用電增加也是沒辦法的事情，而東京都下水道局的這個例子，讓人感覺到對節能念茲在茲的用心，或者可說，自我要求到接近「用電零成長」的程度。

    在生質能發電、污泥處理方面，日本近年各地衛生下水道處理場積極更新設備與技術，例如2014年2月，大阪府池田市剛裝設好最先進的相關系統，據媒體SMART JAPAN整理，以前污泥脫水處理和焚燒，每小時要使用540kWh的電力，新系統只要400kWh，並從中產生250kwh的電力，一來一往之下，只需要向外購買150kwh，預計可以減少70%的電力消費量！由於下水道污泥處理24小時都在運轉，因此一年可省下340萬kWh，一年電費也可望減少3400萬日圓，真是驚人，再次印證了，節電投資比發電投資划算多了的道理！

    污泥除了用來發電之外，新的用途也在開發中。據豐田通商四月初公告，福岡市下水道，和豐田、三菱化工與九州大學合作，打算從下水道處理所產生的生質瓦斯中，創造出氫氣，供給給燃料電池車使用；這在早前即有類似的利用，神戶市下水道在大阪瓦斯公司的協助下，開發出甲烷純度達 97%的「神戶瓦斯」，自2008年即開始販賣給天然瓦斯交通工具使用，2010年精製技術再進步，直接注入市內瓦斯管線利用。

    值得注意的是，媒體SMART JAPAN評論道，雖然污泥發電盛行，但在傳統（小型）水力發電方面卻鮮有案例；這裡指的是，當下水道處理廠將處理過後的水排回河海時，對於高低差位能的利用。筆者以為，對於尚未具有尖端設備的下水道處理廠而言，這是比較容易著手的部份。

    下水道水管熱源的利用也在開發中。仙台市在去年11月公告將和積水化學公司合作，一方面更換老舊管路，一方面附加新的熱利用功能。利用的原理是，下水道和外面的氣溫相比，有冬暖夏涼的特性，可作為熱水器或冷暖器的熱源；過去日本雖然利用過下水道處理場或抽水站這類大型設施的熱能，但就遍佈都市的下水道管路而言，為全國首例。作為利用工具的熱媒，不會直接接觸到水，也不影響水量，衛生面安全無虞。

圖：利用下水道熱源來供熱的示意圖。 (國土交通省)

圖：積水公司在大阪市海老江下水道處理場更新管線時，即同時設置熱回收線路。(國土交通省)

    以上關於日本下水道處理發電／節能的介紹，並未包括太陽能、風力這類再生能源，其實這部份也有不少成果豐碩的例子；而不管是哪一種節能、創能的進步，背後都有日本政府全國性的、長期的、配套的政策計劃在推動，而不只是地方性的、短期的、局部的作為而已。常說教育是百年大計，而下水道建設也不是一蹴可幾的呢！

【延伸閱讀】
《公務人員出國報告─參加日本下水道展暨亞洲論壇研討會》30-Sep-2013
「2013年度日本國土交通省汙水下水道獎與獲獎案例介紹」

《汙水處理廠節能設計》陳立儒 Jan-2014 汙廢水再生技術與低碳工法應用研討會
《排泄物也能回收利用，沼氣成氫燃料電池車能源》藍弋丰 4-Mar-2014 科技新報

【作者介紹】

宋竑廣，台灣立報日本教育等專欄寫手、作品亦曾刊載於新新聞、光華雜誌、天下雜誌獨立評論網站等；除教育與同志、性別主題外，近年大量撰寫以日本學校為主體的核災文章。另為日本歌手中島美雪研究者，受邀約各大學或人文空間介紹演講。