2008/04/05
經濟部能源局
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▓撰文：林哲毅
▓圖檔來源：「台灣地區水庫浮游藻類」網站
台灣自國外進口98％以上之能源，自主能源比率約2％，若能提高自主能源的比率，便可提升台灣能源安全。對此，除經濟部能源局積極開發相關的替代能源技術，農委會農糧署亦努力找尋可做為能源作物的料源，以做為日後發展生質能之方向。
在石油價格持續攀升下，新的替代能源料源不斷被開發出來，而台灣四面環海，且地處亞熱帶，藻類的資源也相對比其他高緯度的國家還要豐富，可以找尋適合本土的種類進行培植，做為日後開發之用。
美國研究經驗
含有高油質（70％）的微藻類將會是生質能應用的明日之星。美國能源部（US DOE）在1980年代開始進行ASP（Aquatic Species Program）計畫，研究於微藻類中萃取油質，製造成「生質柴油」。
不過ASP計畫在2000年終止，因當時油價還是處於相對低點，但近兩年油價走高，美國已將過去所研究的資料，再進行整理，並於少量的試驗工廠開始進行量產。微藻研究速度進展比較快的團隊，是美國Global Green Solution Inc.，該公司利用發電廠所排放含有高濃度二氧化碳廢氣，做為微藻所需營養源，並將微藻養於反應器當中以增加其單位面積之產能。
因微藻類體積小，不易以擠壓方式取出油脂，需以乙烷或有機溶劑取出，萃取微藻之不飽和脂肪酸及油脂。待進行油水分離的程序之後，再以轉酯化流程，即一般生質柴油製造方式，做成生質柴油。而所剩餘的藻體，部分含有高蛋白及纖維素，可做為動物飼料，惟須考量部分藻種之蛋白質並不適合做為動物飼料用。
根據紐西蘭學者Dr. Chisti於2007年的研究指出，微藻的產量比大部分的油源作物產量還要多。若以2006年台灣全年使用化石柴油的總量約440萬公秉計算，若欲於2008年7月推行生質柴油B1計畫，則台灣需要約有4.4萬公秉的生質柴油量，且2010年欲推行生質柴油B2的量需要13.2萬公秉的生質柴油量。若依農委會規劃其他油源作物的種植面積而言，若能養殖含高油量（70％）之藻類，面積達350公頃，業已可達到全年（2008）使用生質柴油B1的目標。
台灣現況及藻類生長限制
國內現行使用回收廢食用油及棕櫚油製造生質柴油外，回收油之主成分為黃豆油，台灣自國外進口超過90％的黃豆；由東南亞國家進口95％棕櫚油。由此可知，台灣有超過90％都是從國外進口所有產製生質柴油的原料，且黃豆油可做為食用，棕櫚油可以做為化工用油及食用，若無法解決這樣的現況，無異於自國外進口能源，並且將國內食物的價格往上推升，也無法達到能源自主的目的。
部分微藻具有成長快速、脂肪酸及油脂含量多的特性。例如部分之「Botryococcus Braunii」可含有50％以上的油脂，此種藻類已被認定為與一些油頁岩沉積物的來源有關。此類富含油脂之藻類，培養條件比起一些生質能源作物，其控管條件較複雜，因為若培養條件中營養源成分氮肥比率過高，將使藻類生產快速，反使其油脂含量降低。
台灣近年在農委會東港水產試驗所，已篩選出部分台灣本土藻種，如有高油脂之擬球藻（油脂含量約為40％）可做為將來開發之用。工研院及成功大學，皆已著手進行相關高油脂微藻類之開發研究，並期待在不久將來能開花結果。
根據國外多年來的研究，雖然藻類的培養速度較快，油脂含量較高，但其設備單位面積設置成本相對較高，需要多年才能攤提成本。目前每公斤的藻類培養價格大約為2.85～3.3美元，換算製造每公升藻油的成本高達4美元，其生質柴油的成本大約為4.2美元。與現今之生質柴油的售價大約0.6～0.8美元相比，仍有很大的差距。
微藻類養殖未來發展
微藻類可利用無機碳原（如二氧化碳）來做為營養源，以降低二氧化碳的排放，並可固定重量1.8倍的二氧化碳，美國能源部已小量在發電廠旁邊蓋小型的量產廠。回收發電廠所排放之廢氣，來培養藻類，除可降低二氧化碳的排放，進一步更可當作企業自行減碳的項目，並做為碳權交易的標的，增加養殖微藻類的收入。若符合提供台灣生質柴油B1油量所需的藻類（油脂含量30％），約為14.6萬噸的微藻類，相對可固定近26萬噸之二氧化碳。
台灣每人平均二氧化碳的排放達到11.2公噸，而最大的排放源是在運輸部門與工業部門，若能結合工業部門所排放之二氧化碳來養殖微藻類，可有效降低台灣整體的二氧化碳排放量，如此一來，也可增加台灣產品的競爭力。
統合各國所進行的研究，以微藻類進行生質能的開發，在技術上已漸趨成熟，也是一個可行方式，但其商業運轉目前成本較高，且並沒有大規模進行運轉之實例。現今僅有大規模培養藻類作物做為健康食品之實例，台灣有些綠藻公司已經有很好的經驗在養殖藻類做為健康食品，但以微藻做為生質能料源的來源，其模式尚未建立，仍需進一步探討。
結語
台灣在耕作土地面積有限的狀況下，種植向日葵或進口棕櫚油做為生質柴油之料源，均非長久之計。且在能源局推動向日葵、甘藷、甘蔗等種植成效有待觀察之際，微藻類是將來可以開發的項目之一。其單位面積產能高，但由於生產設備與製造成本相對較高，因此若能找出有效降低製造成本的方式，將會是一項令人期待的生質能料源之一。（作者為國立屏東大學熱帶農業暨國際合作所博士生）