2005/09/05
經濟部能源局
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▓撰文：林成原 ▓圖片提供：海洋大學輪機工程系
生質柴油屬於低污染之潔淨燃料，係以動、植物油脂為製造原料，被視為最有發展潛力的交通運輸燃料。國立台灣海洋大學輪機工程系對於能源與環保領域的教學與研究一向極為重視，六年多前即積極投入生質柴油的研究發展，希望協助我國開拓再生潔淨能源另一個來源並紓解油源短缺困境。
生質柴油是以植物油、動物油脂、廢食用油、回鍋油等為原料，經與醇類（一般使用甲醇）及催化劑（可用鹼性、酸性或酵素催化劑）進行轉脂化反應而產生。產品除了生質柴油外，也同時製造出甘油，是很有經濟價值的副產品。甘油經過進一步蒸餾純化之後，用途很廣，可做為很多工業產品的原料，如藥品、炸藥、乳化劑、肥皂、食品、油墨、化妝品等。
領先投入生質柴油研發
國立台灣海洋大學輪機工程系能源實驗室（簡稱海大能源實驗室）在教授林成原帶領下，積極致力於能源與環保領域的研究發展，研究主題包括：潔淨燃料與先進燃燒技術開發、內燃機性能提升與污染排放減量、船舶與車輛空氣污染防制技術、能源與動力廠系統、及工業爐的燃燒與材料高溫腐蝕等。有鑑於台灣地區因為經濟高度發展，造成人口有往都會區集中及車輛數目不斷增加的趨勢，車輛所排放之污染物質不僅造成民眾健康的危害，也破壞大氣環境，若能從污染源頭，即車輛所使用油品性質加以改善，會遠比使用觸媒轉化器、濾煙器等後處理系統更能有效減少車輛排放污染，改善空氣品質。因此海大於六年多前即積極投入生質柴油的研究發展，希望為開拓我國另外一種再生能源來源及維護空氣品質貢獻心力。
特別的是，生質柴油因其原料係二氧化碳排放中性的生物質，因此推動使用生質柴油也有助於因應京都議定書對於削減二氧化碳排放量的國際協議。此外為生產提煉生質柴油的植物油原料，農政單位可輔導農民利用休耕農地種植產油的能源作物（如大豆、花生、油菜、葵花等），增加農民收入，提振農業。若能因此在國內大量生產生質柴油，自可減少對進口石油的依賴。
別具綠色意義的發明專利
海大能源實驗室多年前在國科會專題計畫經費支持下，進行生質柴油的提煉技術之研究開發，同時進行生質柴油的油品、燃燒性質、及柴油引擎性能與污染排氣特性測試，另外亦使用中華汽車公司捐贈的柴油小貨車進行生質柴油的實車測試。該實驗室已完成一系列使用各種植物油及回鍋油為原料的生質柴油提煉技術研發、測試，並已建立國內獨立自主且可媲美歐美生質柴油品質的提煉技術，並於2004年6月正式取得國內可量產生質柴油的製程發明專利，且持續研發提煉製程。
目前推動生質柴油於國內使用的最主要障礙，為其售價過高，無法與市售的一般柴油競爭；而原料油的成本決定大半的生產成本，因此使用廉價原料油可望降低生質柴油的售價，增加市場競爭力。因此對於低廉原料油的性質與製程的瞭解，是海大未來的研究方向之一。另外目前普遍使用強鹼觸媒的轉脂化反應進行生質柴油提煉，筆者認為在製程方法、使用材料、油品性質等方面都仍有大幅研究改善的空間。雖然，生質柴油的生產過程產生的工業廢棄物極少，但適當的改良製程及充分利用製程物質，可達到經濟與環保兼顧的目標。
生質柴油由種植、採取、榨取至製造生質柴油所需時間只需數個月之久即可完成，且據估算生質柴油的產生能源╱輸入能源比率高達3.2，代表有極大的能源產出效益。而生質柴油的產生至使用過程為密閉型的綠色碳循環，因為植物可吸收因使用生質柴油為燃料的車輛所排放出來之二氧化碳，在陽光作用下進行光合作用而釋放出氧氣並成長，再採收植物油經提煉成生質柴油，提供車輛、船舶、發電機等機具設備使用，經過此循環幾乎不產生淨二氧化碳排放量，因此使用生質柴油取代一般的石化柴油對於減少溫室效應氣體有顯著貢獻。
期許一個專業研究實驗室
海大能源實驗室過去在國科會的經費支持下進行生質柴油研究，已經取得具體研究成果，並建立穩固研究基礎。目前對於生質柴油的研發，可以完成一系列由提煉製程、油品與燃燒性質測試、引擎性能測試至實車測試的過程，也藉此不斷改良生質柴油品質。另外筆者也提供國內生質柴油研究、生產及使用廠商、團體技術諮詢，並應邀至各縣市演講推廣生質柴油的使用，以加速大眾對於生質柴油的瞭解。
預計未來海大能源實驗室將設立生質燃料專業研究實驗室，此外，海大希望能拓展研究生質柴油的用途，除運用在柴油車輛外，也可用在海事艦艇、發電機、建築機具、農業機具；還有研究將生質柴油做為油品的添加劑，改善其潤滑性、燃燒、溶解及乳化等性質。
未來的研發拓展目標
推動及擴大生質柴油生產及使用是世界潮流，也是國內應積極努力的方向。海大能源實驗室有鑑於生質燃料對於提供再生能源供給及環境保護的重要貢獻，多年前即積極投入生質柴油的研究發展，目前已取得具體的研究成果，並不斷提供技術諮詢及推廣生質柴油使用。未來希望在更加充裕的經費支持下，建立生質燃料專業實驗室，為生質燃料在國內的推展作出更大的貢獻。（作者為國立台灣海洋大學輪機工程系教授兼海運暨管理學院院長）