淺談台灣生質能發展

▓撰文：張逢源、林秋裕

生質能是指含有機物的生物質（Biomass），經直接或間接轉換成能源使用。地球上的生物資源相當豐富，據估計地球每年經光合作用所產生的生質物量有1,730億噸，相當於全世界能源消耗量的10～20倍；目前僅有1～3％的利用率，如能提升利用率對於能源需求將有莫大的助益。據世界經濟論壇（WEF）2008年報告，糧食安全為未來10年全球經濟四大風險之一，因此，近幾年生質能的技術發展，其原料來源已從第一代的人畜糧食作物、植物油，發展到第二代木質纖維素的利用，因此從農業廢棄物或是非糧食作物取得生質燃料，是目前國際上生質能技術研發的重要趨勢。

台灣生質能發展現況

一、生質柴油

依我國石油管理法第38條規定，生質柴油（Bio-diesel）係指以動植物油或廢食用油脂，經轉化技術後所產生之酯類，直接使用或混合市售柴油使用做為燃料者。目前全世界生質柴油年產量超過150萬噸，歐洲占80％以上，德國是生質柴油發展最成功的國家，產能超過110萬噸╱年。經濟部能源局在2004年於嘉義輔導新日化公司合作興建國內第1座3,000噸╱年以上之生質柴油生產示範廠，目前所生產的生質柴油提供各縣市垃圾車或客運車進行道路示範。目前台灣1年消耗之動物油脂及植物油約77萬噸，保守估計每年具有生產近8.5萬公噸生質柴油之潛力，約為7.98萬公秉油當量，相當於每年降低二氧化碳排放量22.56萬公噸。如此不僅有助於解決廢食用油回收處理的問題，亦可保障一般消費者免除回鍋油對身體健康的困擾。

二、生質酒精

生質酒精係以玉米、小麥、薯類、糖蜜或植物等為原料，經發酵、蒸餾而製成乙醇，即生質酒精。在汽油中添加一定比例之生質酒精，即為酒精汽油，可減少對化石燃料的依賴。據統計，2006年全球生質酒精產量約5,106萬公秉，美國為最大生產國家，產量為1,838萬公秉，2007年美國主張實施「Twenty in Ten」計畫，希望10年內能透過強制使用生質酒精和其他替代能源，達成減少汽油消耗量20％。巴西是目前甘蔗酒精最大的生產國，使用普及度亦高，汽車使用的燃料中有4成是酒精。

反觀國內的台糖公司過去曾有42座糖廠，由於糖業自由化政策，目前僅剩3座糖廠在運作，生質酒精年產量僅10萬公秉。台糖計劃於2007年開始增產，預計於2009年將可達到每年150萬公秉的酒精產量。農委會農業試驗所正在研究種植甜高粱生產生質酒精，其優點為產量高、栽培容易、需水量低、生長期短、適於機械播種及採收，為生產生質酒精最具潛力之農作物。初步估計莖稈及葉片產量可達60公噸╱公頃以上，榨汁率約40％，糖汁之固形物含量可達16％Brix以上，預估可轉換生質酒精2,000公升╱公頃以上；另有副產物殘渣約16公噸╱公頃，具有飼料添加及紙漿開發之潛力，未來配合纖維酒精技術，另可轉換4,500公升╱公頃之纖維酒精。

三、生質氫能

生質體產氫方法可以分為物理方法、化學方法與生物方法等三種方法。物理方法可分為沒有添加空氣的熱裂解與添加空氣的氣化分解產氫。化學方法可分別利用壓力或是熱進行水解產氫，而生物方法可利用發酵方法產生氫氣與乙醇，是目前評估為最具潛能的方法。

國內目前並無生物產氫的產業。近年來，生物產氫技術已推展至商業化製程基礎之模場化階段。例如，國內有國立成功大學教授鄭幸雄研究團隊正推動區域性廚餘回收再能源化示範場、逢甲大學生物產氫研究團隊及工研院能環所皆有建立「厭氧生物產氫模場」。在國外，美國、日本、中國大陸及英國亦有大規模的模場技術研究，顯見「生質產氫技術」深具商業化之潛能，也受世界各國之重視。若經政府的鼓勵與支持，台灣將有機會發展成具有全球生物產氫產業的國家之一。

結語

與其他再生能源相比，生質能的優勢包括技術成熟、有商業化運轉能力經濟效益高，且因使用的材料為廢棄物，故兼具廢棄物回收處理與能源生產的雙重效益。其中生質柴油還具有另一個環保優勢，是其可降低引擎廢氣排放。因為生質柴油幾乎沒有含硫化物，排放的廢氣自然也沒有硫化物。研究顯示，如果用20％生質柴油的比例混合的話，柴油引擎NOx排放會增加2％，但微粒排放會降低12％，碳氫化合物排放會降低20％，一氧化碳的排放會降低12％。未來因應燃料電池動力的普及，氫能市場將有極大幅度的擴張。因此我國政府如何布局於生質產氫能技術研發，為一項重要的課題。

未來國內生質能技術之發展，如果能夠充分利用農業廢棄物，則可提高自產能源，強化能源供應安全與貫徹資源永續利用的多重效益。而生質燃料具有可儲存的特性，且可與傳統能源系統如柴油車輛、燃煤電廠結合使用；與其他再生能源（風能、太陽能）比較則有供應穩定，應用方便與成本低廉的多項優點。（作者為逢甲大學能源與資源研究中心副研究員及講座教授）