稻米為我國最主要經濟作物，一年兩期作合計收穫面積將近26.2萬公頃，收穫後之農業殘留物稻稈一年約有175萬公噸。在畜禽養殖部分，豬隻亦為我國重要養殖項目，至2020年11月底我國共有551萬頭豬隻，每日排放廢水量高達5,512萬公噸。若未能將這些農業殘留物或廢棄物加以利用，反而會造成環境問題與負擔。

花蓮縣稻米收穫面積居全國第六位、養豬頭數於我國排名第八，皆居東部地區之冠。因此，若能將養豬廢水結合稻稈作為沼氣發電料源，將可進一步提高沼氣發電潛量；故本文將探討花蓮地區發展沼氣發電之潛量與分布，以了解花蓮地區發展分散式區域型再生能源之潛力。

1.花蓮地區沼氣料源分布概況

花蓮地區至2020年11月底共有92座養豬場，養豬頭數約7萬頭，主要分布於壽豐鄉(2.75萬頭)、玉里鎮(1.99萬頭)、瑞穗鄉(8,020頭)，前三大鄉鎮豬隻養殖數量佔全縣79%；詳如圖 1所示。

圖1 2020年花蓮地區養豬場分布。資料來源：農業委員會(2021)，養豬頭數調查報告，2021.01；本研究整理。

至於稻稈部分，花蓮地區至2019年全縣稻米收穫面積 18,036公頃，以稻稈與稻穀產量約1:1計算，全年稻稈產量約81,861公噸，主要分布於玉里鎮(3.7萬公噸)、富里鄉(1.8萬公噸)、鳳林鎮(7,778公噸)、光復鄉(5,751公噸)、壽豐鄉(4,306公噸)，前五大鄉鎮稻稈產量佔全縣89%；詳如圖2所示。

圖2 2019年花蓮地區稻稈分布。資料來源：花蓮縣政府(2020)，108年統計年報；本研究整理。

2.花蓮地區沼氣發電潛量分析

沼氣屬於將有機物質分解轉化成能源的一種產物，因沼氣中含有大量甲烷，可作為發電或瓦斯等替代能源用途。沼氣厭氧發酵概念已由單一料源的處理，發展出多種料源混合之共消化處理；只要含有機物質的廢棄物都可以用於生產沼氣。因此，近年來沼氣研究已開始著眼於將農林廢棄物與養豬廢水進行厭氧共發酵以產生沼氣。

沼氣生產過程，若僅仰賴透過微生物進行有機物質分解，其效果有限且整體反應時間過長，而降低沼氣生產效率。目前我國核能研究所正投入利用纖維原料解聚技術應用於沼氣生產，將生質原料破壞分解，使微生物更容易將其轉化成沼氣。根據核研所生產試驗，豬隻每日廢水排放量約10公斤，在每公斤養豬廢水摻配0.01公斤稻稈解聚物進行厭氧共發酵下，約可產生0.0061立方公尺沼氣；而每立方公尺沼氣約可產出1.8度生質電力。

因此，假設以花蓮地區養豬場所產生養豬廢水搭配稻稈作為沼氣發電料源，沼氣發電場年運轉300日，則每年將可產出231.5萬度生質電力(如圖 3)；以花蓮縣2020年平均每戶每年用電量約582度推估，沼氣發電約可供應全花蓮4,569戶用電所需。以每公斤稻稈約可產生2.87公斤稻稈解聚物推估，一年將可去化至少75萬公噸稻稈廢棄物。

圖3 花蓮地區沼氣發電潛能分布，資料來源：本研究計算整理。

以花蓮地區養豬頭數規模較大鄉鎮為例，壽豐鄉住宅年用電量約3,413萬度電，若以養豬廢水混摻稻稈產製沼氣發電做為替代能源，一年約可供應91萬度電，佔其住宅用電量2.66%；玉里鎮與瑞穗鄉則分別約可替代1.78%與1.63%之住宅用電量；詳如表 1。其所需稻稈在經濟運輸距離25公里內，皆可就近供應。

表1. 花蓮地區沼氣發電做為替代能源潛能占比