2009/04/05
經濟部能源局
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▓撰文:林哲毅 ▓圖片提供:蔡崇鑫
能源自主及能源安全已是全球所重視的一項議題,而台灣自主能源比率約占所有能源的1%,故亟需積極開發再生能源並找尋多樣性的能源,如太陽能、風力及生質能等都是極佳選項,且利用再生能源有助減緩我國日益嚴重的溫室氣體排放問題。
目前經濟部能源局及環保署所推廣的「生質柴油」政策,已於2008年7月全面實施將市售柴油內添加1%生質柴油(B1),下一階段則是預計在2010年將生質柴油添加比例提高至2%(B2),屆時所需生質柴油將達10萬公秉,以期許能提高能源自主及降低二氧化碳等溫室氣體排放。
料源選項首重本土化
據相關研究發現,使用生質柴油可減少化石燃料用量,已是國際間做為降低二氧化碳為主之溫室氣體排放趨勢,但需注意避免使用糧食作物產製生質燃料,所伴隨高糧價的競食效應的發生。然而生質柴油政策須仰賴足夠的料源,現行台灣大部分料源為自餐飲業者回收之廢食用油,但油量仍嫌不足,仍須仰賴東南亞進口之棕櫚油或其他料源以補不足之需。
若依經濟部能源局生質柴油政策所規劃之時程,於2010年需達到B2的目標,其生質柴油年需求量約為10萬公秉,國內現有或即將量產的總產量已達此一政策目標,但礙於農委會調整休耕地種植能源作物政策,其料源卻無法自國內自行生產取得,為達到2010年的政策目標,需大量自國外進口料源。
原本使用生質柴油之目的是為降低二氧化碳及空氣污染問題,但因台灣料源選擇性少,卻要千里迢迢從其他國家取得料源,可想而知其驚人之碳足跡,與使用生質柴油以期降低二氧化碳排放之目的相違背。而國外生質能源工廠,曾有因為料源供應不足導致關廠,並致使投資失利。因此,國內現有數座預計投產的生質柴油工廠若不思索料源的多樣性,將會面臨投資損失。若考量能源安全及能源自主,而不以大面積開發種植非糧食作物並配合現有的技術,應著手研究台灣現有之料源為主,以解決燃眉之需。
美麗多用的烏桕
根據所蒐集的研究顯示,目前發展生質柴油的研究團隊皆認為微藻的開發時程較晚、成本較高,故將高產量油脂的林木種子做為先期的研究目標。依國外資訊指出,陸生植物當中,除棕櫚油的產量最高之外,每公頃約可產生5,000公斤的油,「烏桕(Chinese Tallow)」每公頃產油量約為3,950公斤排名在後。在澳洲的Australian Renewable Fuels(ARF),是一家採用烏桕做為原料的生質柴油工廠,由此可見,烏桕可做為本土油源作物料源之一,應會有不錯的發展潛力。
烏桕在日治時代被公認為是高經濟價值的作物,日本政府曾大量種植,因此很容易在台灣各地發現烏桕的蹤跡,且該植物整株皆可以使用,如菱形葉可以治蛇毒,並可做為黑色染料;種子可以做為肥皂及蠟燭之原料、榨出的油可做為潤滑油、種子油粕可做為肥料;木材可以加工成為家具,其經濟價值頗高。
在國內,烏桕常被用作行道樹及公園美化樹種,台中市綠園道有一路段即為整排的烏桕,該植株已成熟,所產生的核仁可以提供做為榨油之原料。應用公路兩側的邊際土地,或以行道樹種植本土生質柴油料源,不失為一個良策,同時能降低收集料源的運輸成本,且可以利用植物生長時固定二氧化碳的特性,以降低交通工具所排放的廢氣及溫室氣體。
分區小型的在地生產
為因應我國將來生質能源可能面臨供需失調的問題,在投資成本最小化、利潤最大化的原則下,不建議採取大規模生質能源產出設備,可採分區、小型化的能源供給設備(每日約處理5公噸的料源),如美國H業者已設計出小型的生質能源生產機械,有助於降低生質能源的產生成本,並做為軍事設備於野戰地區的獨立能源供給,或是山區分區供電的系統,可降低大型能源供給設備的建置維護成本。
生長習性與適地性頗強的烏桕或許能夠解決這樣多面向的問題,其單位面積產量高,取得方便,於台灣本島已有種原、種植經驗、轉化技術並可將副產品做多面向的利用。而烏桕的種子結實率皆已進入成熟期,不需等到3至5年的成熟成長期,且其單位面積種子油質產量比現在大量種植的痲瘋樹還要高出1.5倍(烏桕:痲瘋樹=3,950:1,590,單位Kg╱ha)。另痲瘋樹種子的油粕因含有少量的毒蛋白:氰化氫及毒扁豆鹼(toxalbumin)、RNA N-糖苷酶(curcin),其油粕需要利用熱將毒蛋白降解,才可做為動物飼料之用,將增加處理成本,而烏桕的油粕可以直接做為動物飼料之用,更能增加生質柴油的銷售利潤。
未來生質能源所面臨的問題,不外乎料源取得難易、製造流程及運輸成本,若能以現有種植於公路兩側之烏桕,配合小型的生質能源產製機械,並建構小型化分區能源供給系統,以提高國內能源的自主率。由於平地造林6萬公頃及發展綠能產業是政府現階段的施政方針之一,若能有規劃的種植烏桕,除可以固定二氧化碳,提供森林遊憩的功能,亦可從中獲得生質柴油,一舉數得。然而上述之理想仍須政策及法令配合,才能付諸實行。(作者為國立屏東科技大學熱帶農業暨國際合作所博士生)
烏桕小百科
烏桕原產於中國,已有一千多年的栽培歷史,又稱棬子樹、木蠟樹、木油樹等,屬大戟科落葉喬木,樹高可達15公尺,葉子為菱狀卵形,花期在5至7月,果熟期為10至11月,果實呈扁球形。烏桕的果實在成熟後會裂開,內裡有3顆種子,表面附有一層白色蠟質,叫做「皮油」或「桕蠟」;用種子榨的油叫梓油,又叫青油,呈淺黃到暗褐色,它的物理化學性質可跟桐油媲美。《天工開物》中提到:「烏桕種子榨出水油,清亮無比。貯小盞之中,獨根心草燃至天明,蓋諸清油所不及者。」點出烏桕的含油量及高品質。