黃紹詠 夜自控四乙 未來科技學

簡介 生質燃料種類廣泛，廣義的生質燃料包含以生物質 組成或將生物質轉化衍生成固態、液態與氣態的燃 料。目前生質燃料產業主要以生質酒精與生質柴油 這兩項液態生質燃料為主。由於前述兩項燃料具有 可以與石化燃料混摻使用之特性，因此目前被廣泛 應用作為交通運輸用燃油，為現有產業規模最大的 生質燃料種類。另外產業規模較小的有固態衍生燃 料與液態裂解油等。 由於生質酒精與生質柴油等第一代生質燃料所使用 的原料與現有民生糧食重疊，引發與民爭食與糧爭 地的爭議，因此現有技術與產業漸漸朝向使用玉米 桿、穗、藻類等非糧食類的原料發展。附表為第一 代與第二代生質燃料的名稱、使用的原料以及生產 技術彙整。

生質燃料種類 生質燃料名稱原料生產技術 生質酒精 (bioethanol) 糖類、澱粉 ( 例如 : 甘蔗、 甜菜、玉米 ) 水解 & 發酵 生質柴油 (biodiesel) 油料作物油脂 ( 例如 : 菜 籽油、大豆油 ) 壓榨 / 萃取 & 轉脂化 生質柴油 (biodiesel) 廢食用油轉脂化 生質柴油 (biodiesel) 動植物油脂氫化 第一代生質燃料

第二代生質燃料 生質燃料名稱原料生產技術 纖維素酒精 (cellulosic bioethanol) 纖維素 ( 例如：稻桿、稻梗、 木屑等農林廢棄物和柳枝稷、 狼尾草等野草 ) 纖維素水解 & 發酵 合成生質燃料 (synthetic biofuels) 合成生質柴油 (Fischer-Tropsch synthetic biodiesel) 生質甲醇 (biomethanol) 生質二甲醚 (Bio-DME) 纖維素 ( 例如：稻桿、 稻梗、木屑等農林廢棄 物等大部分之生質能 ) 氣化 & 合成 藻類生質燃料 (algae biofuel) 淡水藻類、海藻 脂萃取、轉脂化、纖維素水 解、發酵、氣化、合成等技 術

來源 專門培植為生質燃料原料的作物，有主要在美國 出產的玉米和黃豆；主要在歐洲的亞麻籽和油菜 籽；巴西的甘蔗；東南亞的椰子油。工業、農業、 林業、一般家庭製造出可生物分解的產物都可以 作為原料，例如：稻草、麥梗、稻糠、木材、糞 便、廢水和廚餘 …… 等。這些原料經由無氧消化 轉換為生化氣體。製成燃料的生物質，其原料常 常是一些未被充分使用的廢棄物，像稻秣與動物 廢棄物。至於木材與草的品質並不直接影響能量 產生的多寡。

演進 早在發現火以來，人類就開始將生質燃料作取暖和煮飯用。 當電被發現後，生質燃料原本將被大量用能源生產。然而 石化燃料：煤碳、石油、天然氣被大量發現與其應用技術 的發展，使得生質燃料在能源、交通運輸等方面的功能被 世人所忽略。 液態生質燃料的應用始於早期的汽車工業。內燃機的發明 者，德國的尼古拉斯‧奧古斯特‧奧圖，計畫用乙醇做為這 項發明的燃料。柴油引擎的發明者，德國的魯道夫‧迪賽 爾，打算拿花生油做為它的燃料。由亨利‧福特發明的 T 型 福特，完全使用乙醇為燃料。但在賓州與德州的油田被發 現後，石油變得很便宜也極易取得，於是汽車便開始改用 石油或柴油。

難題 生產生質燃料的作物被生物質分解或者燒荒種地，導致需 要數十年甚至數個世紀的生物燃料才能補償所排放的碳。 為了生產生質燃料，許多土地被改為農地，尤其是開發新 的農地會破壞生態。生質燃料的大量使用也造成糧食價格 上漲，並威脅貧窮人口的生存。 為了製造及運輸生質燃料會產生污染、二氧化碳排放及使 用水資源、化肥。在地生產使用生質燃料可以減少這些問 題，但是就算在地生產，生質燃料在環保上可能還是不值 得，甚至有些研究顯示、一些已經量產的生質酒精在經濟 上都是不值得 ── 例如製造玉米酒精所需要的能量會超過玉 米酒精能提供的能量。 有些第三世界國家的農民，可能會為了賺錢，而把原本用 來生產糧食作物的土地，拿來種植能源作物；就算能源作 物本身不可食、也可以在不食之地種植，但是還是有減少 糧食生產的危險性。

生質燃料優缺點 生質能具備下列優點： (1) 提供低硫燃料。 (2) 提供廉價能源 ( 於某些條件之下 ) 。 (3) 將生質轉化成燃料可減少環境公害 ( 例如，垃圾 → 燃 料 ) 。 (4) 與其他非傳統性能源相較，技術上之難題較少。 至於其缺點則有： (1) 植物僅能將極少量之太陽能轉化成生質。 (2) 單位土地面積之生質能密度偏低。 (3) 缺乏適合栽種植物之土地。 (4) 生質之水分偏多 (50~95 ﹪ ) 。 生質能源之生產成本較高，使得售價偏高，因而必須透過 政府以法令規定生質能源於石化燃料之混用比例，或是透 過減免稅賦的方式來補貼消費者，以擴大對生 質能源的需求。目前國際原油期貨價格走高，雖提高使用 生質能源之誘因，惟國際油價係以美元計價，美元近期走 勢疲軟，亦為造成油價上漲之間接因素，假使油價 上漲之預期心理消失，預期將影響生質能源產業之發 展。

推動生質能源之可行性與困難 ( 一 ) 我國推動生質能源之現況 生質能源之開發具有能源自主、農業發展、環境保護與經 濟成長等綜效。生質能源的原料為醣類作物及油料作物， 我國農業產業基礎雄厚，生產技術優越，絕對有能力種植 能源作物，提供生質能源精煉廠必要的原料。此外，生質 能源的精煉技術，亦不存在技術上的困難。 在生質柴油的生產方面，台灣新日化公司經由工研院的技 術輔導在 2004 年 10 月正式啟用我國首座生質柴油示範工 廠，年產量可達 3000 公秉。本會農糧署於 95 年規劃利用 休耕田區種植大豆、向日葵及油菜等油料作物 2,000 公頃， 估計可產製 480 公秉生質柴油； 96 年增加種植面積至 8,000 公頃，估計可產製 3,200 公秉；自 97 年起，因料源將 開放自由市場，擬優先利用國內廢食用油為料源，並依市 場需求及價格，以契作方式調整能源作物種植面積，規劃 種植 20,000 公頃，約產製 8,000 公秉生質柴油；至 99 年預 估種植 80,000 公頃，產製 32,000 公秉。國內生質柴油預定 2010 年將強制推動 B2 ，推廣量估計為 10 萬公秉。

在煉製生質酒精用的澱粉作物之規劃種植方面，農糧署於 96 年種植澱粉用甘藷 30 公頃，產製 150 公秉酒精；並預計 在 97 年種植 100 公頃，產製 500 公秉酒精； 98 年種植 3,000 公頃，產製 1.5 萬公秉酒精； 99 年種植 20,000 公頃，產製 10 萬公秉酒精。並自 100 年起開放自由市場，預估種植 20,000 公頃，產製 10 萬公秉生質酒精。

( 二 ) 我國生質能源發展面臨之問題 依國內學者 之推估，我國若以自產甘蔗來生產生質 酒精之成本，與國外學者評估其他生質酒精模式之生產成 本進行比較，可發現原料成本為我國生質酒精生產成本的 主要部份，約 84% ，高於其他國家之比例。至於生產成本 方面，我國顯著高於其他國家，且副產品收益亦不如其他 國家，故總成本顯著偏高。 在生質柴油方面，國內生質柴油業者，泰半以廢食用油回 收以製成生質柴油，每公升價格估計約為新台幣 45 至 50 元， 仍高於石化柴油的價格，目前產品主要售予公家單位，提 供環保車輛使用。根據生質柴油業者於 2005 年前往德國考 察的結果，德國生質柴油每公升市售價格約新台幣 38 元， 但出廠價格約每公升新台幣 34 元，若扣除利潤，估計成本 應在每公升新台幣 30 元左右。顯見我國生質能源的生產成 本普遍高於其他主要生質能源生產國家之生產成本 ，欲 使國產生質酒精在國內具有競爭力，則政府之補貼勢不可 少。惟能源作物本身即是農產品，對能源作物的補貼理應 依照 WTO 境內支持規範辦理，對於相關補貼措施是否符 合相關國際規範，實有討論之必要。

結語 生質能源無非是人類尋找再生能源的過渡 產品, 但至少比石化能源來的環保, 雖然無取 之不盡用之不竭, 但至少這是最乾淨的方式,

資料來源 : 維基百科 綠色能源產業資訊網 行政院農業委員會 奇摩知識 + 奇摩知識 +