作者：歐陽孚
ILUC (indirect land use change) 是個經常出現在生質燃料相關文章的詞彙，此處我把它直譯為「間接土地用途變更」。要解釋什麼是ILUC，應該要先從DLUC(direct land use change, 直接土地用途變更)說起。舉例而言：有一個美國的農夫原本種植食用的大豆，但因為生質酒精市場裡的玉米價格較高，於是該農夫在農地上改種玉米，土地的用途從糧食變成了能源，這就是DLUC。DLUC是比較容易觀察到的，然而ILUC就不一樣了。
2011年12月29日 星期四
2011年12月25日 星期日
Ethanol Blend Wall
作者： 歐陽孚
「Ethnaol Blend Wall」或「Blend Wall」這個詞彙最近常出現在美國生質燃料的相關報導中，在這裡我將其暫譯作「添加總量」，它指的是目前市場所能夠吸收或消費的生質酒精總量。
美國目前的燃料用生質酒精有兩種主要的市場，一個是E10酒精汽油，也就是一般汽油內添加10%的酒精；第二個是使用E85的彈性燃料車(FFV)。然而誠如我們在之前文章談過的，E85目前的普及程度太低，其影響程度與真正主宰市場的E10相比實在微不足道。假如美國國內市場一年消耗100億加侖的汽油，那麼生質酒精的市場規模最大就只有10億加侖(100*10% = 10)，10億這個數字就是「Blend Wall」！要知道Blend wall在這兩年何以被頻頻拿出來討論，請讓我們由表1看起。
2011年12月19日 星期一
糧食、能源、水(一) 序論
作者：楊卓儒/編輯：歐陽孚、郭致廷
《前言》
2011年10月，聯合國人口基金會推測世界上的人口數來到了70億。1987年7月，地球上的「第50億人」誕生在前南斯拉夫，也就是說短短不到25年，地球上的人口已經增加了20億。在這同時，地球上的自然資源包括石油、土地和水的量卻是維持不變的，這意味著平均每人能夠使用的資源量會隨著人口的激增而愈來愈少。其中人們對於石油的消耗及土地資源的使用有較多的討論及研究，但水資源的部份則是到近期才逐漸引起重視。
除了自然資源，糧食的供給也逐漸成為問題。馬爾薩斯(Thomas Robert Marthus, 1766-1834)在一七九八年出版的人口論中曾提出警告：若是不限制人口的增長，它將以等比級數的方式增加，使得糧食的消耗量的增長速度大於產量的增加速度，除了導致糧食不足之外，還可能發生飢荒與戰爭。他的預言卻因為綠色革命的出現而並沒有發生。一九四零到一九七零年間，農業機械與耕種技術的進步使得稻米與小麥等主要糧食的產量有革命性的成長，讓糧食生產的增長率遠超過人口增加的速率。就在人們認為科技可以幫助我們擺脫馬爾薩斯《人口論》的威脅時，2007年底，由於該年的氣候異常，全球糧食儲存量只剩下遠低於安全量的57天(安全標準是70天)，導致了2008年春天所發生的糧食危機。關於糧食及水資源所面臨的問題，有許多值得重視的討論，同時，這兩者與能源(特別是生質能源)皆有著非常密切的關係。這個系列的專欄，生質能源趨勢首先將介紹能源、糧食與水資源之間的交互關係，再分別介紹糧食與水資源目前遭遇到的問題，期望透過這個專欄，能夠讓讀者對於這個切身的議題有初步的認識。
圖1 近代以來激增的人口數量
圖片來源：http://www.energyandcapital.com/articles/population-resources-and-investments-seven-million-people/1878
圖片來源：http://www.energyandcapital.com/articles/population-resources-and-investments-seven-million-people/1878
《前言》
2011年10月，聯合國人口基金會推測世界上的人口數來到了70億。1987年7月，地球上的「第50億人」誕生在前南斯拉夫，也就是說短短不到25年，地球上的人口已經增加了20億。在這同時，地球上的自然資源包括石油、土地和水的量卻是維持不變的，這意味著平均每人能夠使用的資源量會隨著人口的激增而愈來愈少。其中人們對於石油的消耗及土地資源的使用有較多的討論及研究，但水資源的部份則是到近期才逐漸引起重視。
除了自然資源，糧食的供給也逐漸成為問題。馬爾薩斯(Thomas Robert Marthus, 1766-1834)在一七九八年出版的人口論中曾提出警告：若是不限制人口的增長，它將以等比級數的方式增加，使得糧食的消耗量的增長速度大於產量的增加速度，除了導致糧食不足之外，還可能發生飢荒與戰爭。他的預言卻因為綠色革命的出現而並沒有發生。一九四零到一九七零年間，農業機械與耕種技術的進步使得稻米與小麥等主要糧食的產量有革命性的成長，讓糧食生產的增長率遠超過人口增加的速率。就在人們認為科技可以幫助我們擺脫馬爾薩斯《人口論》的威脅時，2007年底，由於該年的氣候異常，全球糧食儲存量只剩下遠低於安全量的57天(安全標準是70天)，導致了2008年春天所發生的糧食危機。關於糧食及水資源所面臨的問題，有許多值得重視的討論，同時，這兩者與能源(特別是生質能源)皆有著非常密切的關係。這個系列的專欄，生質能源趨勢首先將介紹能源、糧食與水資源之間的交互關係，再分別介紹糧食與水資源目前遭遇到的問題，期望透過這個專欄，能夠讓讀者對於這個切身的議題有初步的認識。
2011年12月18日 星期日
[產業] 生質能源業成功獲利的四個關鍵
一個月前《Biodiesel Digest》刊載了一篇由Bioenergy Deployment Consortium (BDC) 撰寫的文章：”Bioenergy critical success factors”，探討生質能源公司要能存活並且獲利的四個要素。在各種報章雜誌或網路媒體上，談論創業成敗與產業盈虧的文章多如過江之鯽，但針對生質能源來綜合歸納的卻不多見，因此我為各位讀者朋友摘錄翻譯這篇文章，有興趣的人可以進一步閱讀原文 ，或是瀏覽文末提供的其他網頁。
在BDC分析的案例中，成功的公司都滿足以下四個要素的三項以上。以下就讓我們來看看這些要素：
2011年12月11日 星期日
[新聞] Gevo與Butamax的生質丁醇專利大戰
Gevo即將於2012年運轉的乙醇丁醇並產工廠 (圖片來源)
作者：歐陽孚
前一陣子因為撰寫介紹丁醇車的文章，找資料時發現一件有趣的事：Gevo與Butamax這兩間生產生質丁醇的公司近來正在打專利戰，告來告去的相當熱鬧。這一串新聞會吸引我的主要原因，在於專利戰爭是高成本的競賽。專利申請與維護的費用只是冰山一角而已，真正打官司時需要動用到的資源相當客觀，首先需要了解相關知識的技術人員來審視自己與對方的專利佈局，再要靠專利代理人與律師防禦與攻擊，有時還得購買他人的技術來增加自己的談判籌碼，冗長的訴訟審理往往可以持續多年，大量耗費公司的金錢與人力。各位讀者覺得這兩間公司何以願意投入這麼多資源在官司上頭呢？答案很明顯：因為他們都認為丁醇將在未來帶來龐大的報酬。
2011年12月4日 星期日
汽車與生質能源(七) – 結語
Toyota的暢銷車種Camry也已經導入了油電混合版本。 (圖片來源)
作者：歐陽孚 / 編輯：郭致廷
終於寫到《汽車與生質能源》系列的結尾了。在這最後的一篇文章裡，我們將比較各種車用生質燃料，並思考車輛技術的發展趨勢。
汽車未來的動力源有兩種可能：一種是液體燃料(或壓縮氣體)，另一種是蓄電電池。支持液體燃料的主要理由，是它所需要的車輛改造或是後勤系統變更較少，目前低混和比例的生質酒精與生質柴油都可以直接添加於多數車輛的油箱中。美國許多文章常常提到「drop-in biofuel」這個字眼，指的就是可以「隨加即用」、不須進行任何車輛改造的生質燃料。丁醇也是一種可能的選項，但是目前製造過程的許多障礙還無法突破，因此距離商品化仍然很遙遠。另一個理由，是許多人認為就長程發展而言，液體燃料的每單位能量密度還是比較高，這項優勢直接反應在目前柴油車與汽油車的行駛里程仍然遠高於電動車的事實上。而且不要忘記了，除了車輛以外，飛機與船隻也是使用液體燃料的大宗，這兩者的需求目前都難以用純電力取代。
2011年11月28日 星期一
[產業]成大培育新品種芒草研發替代能源
〔自由時報記者孟慶慈／台南報導〕無用的芒草經歐盟十多年研究，認為是煤燃料的替代能源，歐洲國家現積極種植芒草，成大能源科技與策略研究中心主任吳文騰與生命科學系教授蔣鎮宇等團隊研究台灣芒草，已找出多個優良品種，將進一步投入育種研究，培育生長更快速的芒草，讓台灣芒草成為世界重要的替代能源。
蔣鎮宇表示，愛爾蘭學者研究，百分之十的歐洲耕地如果種芒草，可供歐盟國家近百分之十的用電，歐盟制定的白皮書規定，每年要有百分之五以上的芒草為替代能源。目前歐洲國家的山坡地、道路兩旁都開始種芒草，但歐洲氣候一年只能收成一次，台灣全年都可生長。
蔣鎮宇指出，台灣到處都有芒草，能耐各種疾病，潮濕、鹽化，甚至重金屬污染的土地都能生長，團隊已找出最佳的品種，下一步要育種並找出重要基因。
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資料來源：自由時報 |
38噸芒草純化 等同12噸煤炭
蔣鎮宇表示，根據農業試驗所的種植經驗，一公頃能收成卅八噸芒草，經過純化之後，約等於十二噸的煤炭能源產出量。而芒草供燃料用只需葉片，團隊希望培育出只長葉不開花的芒草，讓芒草成為取之不盡用之不竭的替代能源。日本國立遺傳中心也主動接洽，希望能找到好的品系發展替代能源。
吳文騰指出，用芒草做為替代能源，還有改善環境的附加價值，燃燒煤炭會產生二氧化碳，植物生長會吸收二氧化碳，兩者抵銷等於是零排碳。
農試所種植芒草以來，已做到將原本一年一收成改進為半年收成、兩個月、逐月收成，還要再縮短收成時間，以開發出最大的芒草收成量。
補充與評論：
首先簡單介紹一下芒草在近幾年迅速地成為研究人員眼中重要的生質能源作物的原因。其一，芒草不是糧食作物，相對於第一代能源作物(如玉米、大豆)相比不會有與民爭糧的爭議。其次，與其他能源作物相比，芒草的產量大。玉米的收穫量約7.5噸/英畝(ton/acre)，而芒草的收穫量約為10-15噸/英畝。同時，芒草可以在較為貧瘠的土地上生長，相較其他能源作物其所需的水和肥料較少。簡而言之，芒草作為能源作物，具有不與民爭糧、高產量且淨能量大的特性。
由於該報導中並沒有提到成大所種植的芒草品種為何，在此為各位補充：
目前多數將芒草培育為能源作物的研究中，主要研究的品種為巨芒(Miscanthus gigantues) 。Miscanthus gigantues 是一種經由基因培育所得出的品種，不具生殖能力，因此只能以無性生殖的方式栽種。普遍的方式是以巨芒的根莖(rhizomes)部份來繁殖。值得一提的是，此根莖( rhizomes)不耐寒，因此不適合在某些高緯度的地區種植。另外，上一段有提到芒草的單位產量高，這同時意謂其生長密度較其他作物大。這固然是優點，卻導致在收穫時所耗費的能量也較大。如何更有效率地收穫生物質是目前相關研究面臨的問題。
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| Miscanthus Rhizome 圖片來源：http://www.miscanthus-rhizome.de/page10.php?view=preview&image=37&category=2 |
伊利諾大學香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign, UIUC)的Stephen Long 教授是重要的芒草研究人員之一，關於他的個人簡介請參考這裡。在UIUC的網頁上，有他簡述巨芒作為生質能源作物的影片，全長大約五分鐘。雖然是2008年的資料，仍然建議有興趣的讀者觀看。影片請點這裡。
2011年11月24日 星期四
[產業]2011年最熱門生質能源公司排名
生質燃料通訊(Biofuels Digest)在今年11月9號宣布了2011-2012年的前五十熱門生質燃料公司排名。 這個排名評估了各公司在生質能源領域裡創新的程度與成就，由100名國際同業與生質能源通訊的讀者票選。共有大約1000家生質能源公司參與此項評比， 最終由Solazyme取得了第一名的寶座。
生質能源通訊的主編 Jim Lane認為今年汽化（裂解）相關的公司都發展得很好，相較之下發展纖維素酒精的公司有些退步。今年上市的公司都有顯著的進步，而再生化學物（利用生物質製造的化學物質）則漸漸變得越來越重要。但是也有一些公司在上市之前因併購或是轉換發展方向而顯得較為沈默。
在最熱門的五十家生質能源公司裡，有37家是以美國為主要基地的公司，13家來自其他國家。發展纖維素酒精的公司在五十家裡佔了15家（與去年相同），6家生質能源公司利用藻類作為原料（去年為五家）。16家公司為生產可直接加入現有車輛的生質燃料如生質丁醇、綠色柴油、綠色酒精或是再生航空燃油。兩家公司專注於再生化學物質。
2011年11月23日 星期三
汽車與生質能源(六) – 燃料電池車
Honda FCX Clarity，市面上第一款氫氣燃料電池車 (圖片來源)
作者：歐陽孚 / 編輯：郭致廷、楊卓儒
在前幾篇文章中我們已經介紹過了彈性燃料車(生質酒精)、生質柴油車、油電混合車、丁醇車與瓦斯車，這次讓我們來認識一種完全不同的動力源：燃料電池(Fuel Cell)。燃料電池車(Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV)，是一種使用電力的車輛，但它與一般的純電力車(Electric Vehicle, EV)不同的是，EV完全依賴「充電」手續來增加電池的能量；而FCEV比較類似內燃機車輛，是在車輛上儲備「燃料」，在車輛運作時才將其轉化為電能。FCEV最為令人興奮的特質是它在行駛中僅會產生水蒸氣與熱能，不會造成任何空氣污染。
2011年11月15日 星期二
2011年11月14日 星期一
[產業]廢棄稻稈變燃料 綠能柴油車上路
廢棄稻稈變燃料 綠能柴油車上路
自由時報記者蘇福男／高雄報導〕廢棄稻草也能變油金！
虎尾科大和高苑科技大學攜手合作，以廢棄稻稈提煉生質裂解燃料，混合一般柴油製成第二代生質裂解燃料，運用在客貨兩用車上，節能又減碳，中鋼將率先應用在重型柴油卡車及定置型柴油發電機組。
國內每年稻草農業廢棄物多達二百多萬噸，除部分用於堆肥等用途，大多由農民放火焚燒，不僅造成空氣污染，也導致資源浪費。虎尾科大動力機械系綠色能源實驗室以廢棄稻稈提煉生質裂解燃料，並和一般柴油以一比四的比例混合，製成第二代生質裂解燃料，高苑科大先進潔淨節能引擎研發與測試服務中心則協助技術改裝，將環保的第二代生質裂解燃料應用在一部二五○○ＣＣ客貨兩用車，昨天該車從高市路竹開到雲林虎尾，成為國內首部使用第二代生質裂解燃料的綠色客車。
高苑科大機電學院院長張學斌表示，第二代生質裂解燃料是從廢棄稻稈、咖啡渣提煉，不會造成「以糧食換燃料」的資源競逐問題。助理教授吳志勇說，使用第二代生質裂解燃料的綠色客車，雖然馬力約下降十％，但在國道高速公路可開到一一○公里以上，可節省二十％的油耗和碳排放量。中鋼副總陳玉松表示，第二代生質燃料未來如能成功取代柴油，預估廠區每年約可減少七四四公秉的柴油用量。
自由時報記者蘇福男／高雄報導〕廢棄稻草也能變油金！
圖片來源：聯合新聞網
虎尾科大和高苑科技大學攜手合作，以廢棄稻稈提煉生質裂解燃料，混合一般柴油製成第二代生質裂解燃料，運用在客貨兩用車上，節能又減碳，中鋼將率先應用在重型柴油卡車及定置型柴油發電機組。
國內每年稻草農業廢棄物多達二百多萬噸，除部分用於堆肥等用途，大多由農民放火焚燒，不僅造成空氣污染，也導致資源浪費。虎尾科大動力機械系綠色能源實驗室以廢棄稻稈提煉生質裂解燃料，並和一般柴油以一比四的比例混合，製成第二代生質裂解燃料，高苑科大先進潔淨節能引擎研發與測試服務中心則協助技術改裝，將環保的第二代生質裂解燃料應用在一部二五○○ＣＣ客貨兩用車，昨天該車從高市路竹開到雲林虎尾，成為國內首部使用第二代生質裂解燃料的綠色客車。
高苑科大機電學院院長張學斌表示，第二代生質裂解燃料是從廢棄稻稈、咖啡渣提煉，不會造成「以糧食換燃料」的資源競逐問題。助理教授吳志勇說，使用第二代生質裂解燃料的綠色客車，雖然馬力約下降十％，但在國道高速公路可開到一一○公里以上，可節省二十％的油耗和碳排放量。中鋼副總陳玉松表示，第二代生質燃料未來如能成功取代柴油，預估廠區每年約可減少七四四公秉的柴油用量。
2011年11月8日 星期二
汽車與生質燃料(四) - 油電混合車
BMW Vision EfficientDynamics，讓人驚豔的柴油油電混合概念車。
作者：歐陽孚 編輯：郭致廷 / 楊卓儒
能源工程處理的不外乎就是「開源」與「節流」兩項議題。前兩篇文章談的彈性燃料車(Flexible Fuel Vehicle, FHV) 與生質柴油車 是在處理第一項議題，在這篇文章裡即將要談的油電混合車(hybrid electric vehicle, HEV)，則是第二類。
在正式介紹油電混合車之前，先讓我們從一個現象看起：有在開車的朋友們應該都曾注意到，一般車輛在高速公路上行駛時其油耗比較低，在市區時則明顯提高許多。以我的2006 Toyota Corolla為例，在美國高速公路上行駛時的油耗約在 35 MPG (miles per gallon)左右，相當於每公升可跑14.8公里；但在市區時通常只有28 MPG左右，也就是每公升11.8公里。換言之，我的車在高速公路上行駛時能量轉換效率比較高，足足比在市區多了25%，這是什麼緣故呢？
2011年10月30日 星期日
美國生質能源地圖系統 (BioEnergy Atlas)
美國生質能發電廠分佈圖
美國的國家再生能源實驗室(National Renewable Energy Laboratory, NREL)協同能源部(DOE)及環保署(EPA)兩個單位，利用Google Map開發了一套互動式的生質能源地圖資訊系統，共分成兩個部分：一是BioFuels Atlas，另一套則是BioPower Atlas。
2011年10月23日 星期日
[新聞] 利用藻類淨化農業廢水的新系統
圖片來源：AquaPlant
原文是刊載於Southern Maryland Online中的《Growing Algae Could Clean the Chesapeake Bay, Create Biofuel》這篇文章。
這個系統的主導者是馬里蘭大學的教授 - Patrick Kangas。系統主要利用藻類，在農業廢水排掉之前，將其中的有機污染源去除。一般來說藻類的生長會將湖泊中的氧氣耗盡，從而威脅到水中生物的生存。但是在這個妥善控制的系統中，不斷增長的藻類淨化了農業廢水，此外，系統也讓水中的含氧量提高，同時生長的藻類收穫後還可以作為生質燃料的原料。
汽車與生質燃料(三) - 什麼車可以加生質柴油？
BMW 530D，柴油車款
作者：歐陽孚 / 編輯：郭致廷、楊卓儒
本系列前兩篇文章介紹了汽油與酒精汽油(E10、E85) ，以及可以使用這些汽油的車輛─彈性燃料車(FFV) 。這篇文章，我們將介紹「柴油車」以及相對應的替代燃料「生質柴油」。
無論是一般的汽油車或是FFV，用的引擎都可以被歸類為奧圖式引擎(Otto engine)，在內燃機(也就是「引擎」)的發展歷史中，德國人奧圖首先引進「四行程概念」：進氣→壓縮→爆炸(也稱「動力」)→排氣，奠定了現代內燃機的基礎。這種引擎的點火方式是「火花點火」(spark ignition)，也就是需要利用火星塞在燃燒室內引發火花，藉此引發油氣爆炸。由於「奧圖引擎」(四行程、火花點火)常見於使用汽油的動力機具，因此也常被稱為「汽油引擎」，但嚴格來說很多衍生的汽油引擎並非奧圖式，例如：二行程引擎就不在此類，因此建議還是不要混淆這兩種名稱。
2011年10月15日 星期六
汽車與生質燃料(二) 我的車可否加酒精？彈性燃料車
Audi A4 TFSI Flexifuel；近年來有不少高階的彈性燃料車問世。(圖片來源)
作者：歐陽孚 / 編輯：楊卓儒、郭致廷
在上一篇文章的最後我們談到了酒精汽油。一般車輛添加低濃度酒精汽油並不會有任何異狀，甚至許多地區加油站買到的汽油都已經混入了低濃度的酒精，例如美國為了擴大國內的酒精市場，其環保署(EPA) 早在30年前就批准加油站可以提供E10，也就是說一般在美國買的87汽油, 89汽油, 93汽油等，其實很多都已經混入了10%的酒精。美國政府在2010年更進一步允許加油站提供一般大眾E15，然而僅有2001年以後出廠的車輛才能夠使用E15的酒精汽油，原因是在此之前的車輛並沒有相應的設計，貿然添加可能會損害車體 。如果E15就可能會傷害一般車輛，那麼美國加油站的E85到底是給什麼車用的燃料呢？
2011年10月3日 星期一
[新聞] 海草也可以用來製作生質酒精
圖片來源：維基百科
原文為〈Seaweed may be beneficial source of biofuel for smaller countries〉於2011年1月27日發佈於《Daily Illini》網站，摘要如下：
1. 美國伊利諾大學香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的教授Dr. Yong-Su Jin目前正在進行以海草轉化為酒精的研究，他指出，如日本、韓國一類的島嶼形或半島形國家，不像大陸形國家擁有遼闊的土地可以利用玉米來生產酒精，因此在海中發展生質能源可能會是他們的良好選項。
2. 海草與玉米一樣可以利用「熱水解(Hydrolysis)」來生產酒精。玉米酒精的反應過程大致如下：玉米 → 葡萄糖( glucose) → 酒精；海草則是：海草 → 半乳糖(galactose) → 酒精。目前海草酒精的技術瓶頸在於由半乳糖到酒精這段反應的速度太慢，Dr. Jin的研究便是關於這一段發酵反應的改良。
3. 除了發酵技術以外，還有以下幾項考量與困難：一是在水中進行養殖與收穫比起傳統的陸耕要更為複雜；其二，颶風或颱風等自然災害可以中斷整個生產流程；第三，海草是魚或其他動物的食物來源，大規模種植與收穫會影響海洋生態。
2011年9月29日 星期四
藻類生質能源（六）結語
作者：郭致廷 / 編輯：歐陽孚、楊卓儒
在這個藻類生質燃料系列裡，我們介紹了整個藻類燃料產業的結構。從藻種選擇開始：挑選有潛力作為原料的藻種可以直接影響到最終燃料的產量。接下來我們討論了幾種藻類養殖技術：開放式與密閉式培養的選擇需要因地制宜，考慮空間大小和環境因子才能選出適合的培養方式。在培養出藻類生物質之後，如何將藻類從水中收集也是一大學問。目前最常用的方法為過濾法，但是過濾法仍須消耗許多能量使水通過濾膜，因此尚待技術上的改進來降低收穫的成本。最後在《藻類生質能源（五）燃料轉換方式》談到不同燃料的轉化方法，主要分為熱化學轉換法以及化學/生物轉換法。熱化學轉換法的優點為反應時間短、不需嚴格控制生物質成份，而化學/生物轉換法則有能量消耗較低以及成品價值較高的優點，須視生物質成份來選擇適當的轉化法。
藻類生質柴油產業鏈（圖片來源）
在這個藻類生質燃料系列裡，我們介紹了整個藻類燃料產業的結構。從藻種選擇開始：挑選有潛力作為原料的藻種可以直接影響到最終燃料的產量。接下來我們討論了幾種藻類養殖技術：開放式與密閉式培養的選擇需要因地制宜，考慮空間大小和環境因子才能選出適合的培養方式。在培養出藻類生物質之後，如何將藻類從水中收集也是一大學問。目前最常用的方法為過濾法，但是過濾法仍須消耗許多能量使水通過濾膜，因此尚待技術上的改進來降低收穫的成本。最後在《藻類生質能源（五）燃料轉換方式》談到不同燃料的轉化方法，主要分為熱化學轉換法以及化學/生物轉換法。熱化學轉換法的優點為反應時間短、不需嚴格控制生物質成份，而化學/生物轉換法則有能量消耗較低以及成品價值較高的優點，須視生物質成份來選擇適當的轉化法。
2011年9月25日 星期日
[新聞] 生質能源是水資源的競爭者
UIUC EBI farm上不同品種的Miscanthus，攝於Urbaba, IL
原文為〈Testing the water for bioenergy crops〉於2011年8月29日發佈於《Illinois News Bureau》網站，摘要如下：
1. 提倡使用miscanthus或switchgrass等大型草本植物作為生質能源的擁護者們，往往忽略了一個重要因素：水的使用。
2. Miscanthus和switchgrass有著與玉米截然不同的生長特性，他們可用高密度地方式成長，也就是植株與植株間的距離很小，進而使得單位土地上產出的生質量大為提高。然而應運而生的是水的需求也大為增加。許多關於生質能源的研究著眼於作物產量、土地利用、經濟影響…等等，卻往往獨缺對於水文(hydrology)的關懷。
3. 美國伊利諾大學香檳分校(UIUC)土木與環境工程系教授Praveen Kumar近來在一篇研究報告中指出：miscanthus和switchgrass較盛的蒸散作用會讓土壤變得比較乾燥、空氣中的濕度增加，若再加上空氣中二氧化碳濃度的變化，會改變作物種植區的水資源分佈。美國中西部地區預估可以承受這樣的變化，足以支援該地區持續成長的水資源需求；然而其他水資源較為缺乏的地區，則會面臨更多的壓力。
2011年9月18日 星期日
[新聞] 粉圓可以用於酒精除水
圖片來源:eBay
原文為〈Study finds more effective way to dry ethanol, reduce costs〉於2011年9月15日發佈於《Southeast Farm Press》，摘要如下：
1. 在酒精生產過程的中段(發酵之後)，溶液內會含有6%至12%的水，其中大部分的水分子必須被移除，剩下低含水量的酒精才能夠做為燃料用途。一般移除水份的方式有二：一種是利用粗玉米粉(Corn Grits)、一種是水分子篩(Water Molecular Sieve)。
2011年9月15日 星期四
藻類生質能源（五）燃料轉換方式
作者：郭致廷 / 編輯：歐陽孚、楊卓儒
前一篇文章 <藻類生質能源（四）> 介紹了幾種常見的微藻收穫方式，希望讀者們對於如何收集微藻已經有了基本的概念。接下來我們要討論收集到微藻生物質之後，可以生產哪些生質燃料以及這些燃料的轉化方法。需要事先說明的是：目前仍沒有所謂的“最佳”轉換法可以適用於所有生物質，因為即使都是藻類生物質，藻種不同或是培養環境改變，生物質的化學成份就會有大幅度改變。除此之外，產物的選擇也是一門學問。一般而言液態燃料可作為交通運輸燃料因此價值最高；固態燃料與氣態燃料主要用於發電，兩者價錢互有高低，固態燃料較易於運輸、氣態燃料燃燒後較為乾淨。因此選擇轉換方式時必須應地制宜，依主要目的選擇適當方法。
微藻除了可萃取油脂製成生質柴油以外，還可以生產許多不同燃料
前一篇文章 <藻類生質能源（四）> 介紹了幾種常見的微藻收穫方式，希望讀者們對於如何收集微藻已經有了基本的概念。接下來我們要討論收集到微藻生物質之後，可以生產哪些生質燃料以及這些燃料的轉化方法。需要事先說明的是：目前仍沒有所謂的“最佳”轉換法可以適用於所有生物質，因為即使都是藻類生物質，藻種不同或是培養環境改變，生物質的化學成份就會有大幅度改變。除此之外，產物的選擇也是一門學問。一般而言液態燃料可作為交通運輸燃料因此價值最高；固態燃料與氣態燃料主要用於發電，兩者價錢互有高低，固態燃料較易於運輸、氣態燃料燃燒後較為乾淨。因此選擇轉換方式時必須應地制宜，依主要目的選擇適當方法。
2011年9月12日 星期一
[產業] POET將利用能源草復育劣化土地
原文為〈Poet partners with ecological restoration firm on energy grass〉於2011年8月17日發佈於《Ethanol Producer Magazine》網站，摘要如下：
1. POET LLC. [註1] 近來展開一項投資計畫，準備在他們位於南達科達州(South Dakota) Chancellorr市的生質酒精廠周邊的劣化土地(degraded land)[註2]上種植能源草(energy grass)，以恢復並保育這些劣化土地。
2. 這項計畫是他們與The Earth Partners這個組織簽訂的合作計畫之一。該組織主張使用生質物相關資源來恢復與保育土地。The Earth Partners與農夫還有地主交涉，遊說他們在劣化土地或邊際土地(marginal land) [註3]上栽種原生的能源草，並將部分能源草出售給POET以供其在Chancellor的酒精廠使用，送進固態燃料鍋爐作為燃料。
3. 目前Chancellor酒精廠所使用的process steam來自附近的垃圾掩埋場與燃燒木片或其他生質燃料，能源草未來也將成為他們的選項。更長遠一些的目標是將能源草納入他們纖維素生質酒精的原料之一，然而要達到這個目標除了轉化技術需要突破之外，後勤(收穫、儲運)支援體系的建立也不容忽視。
2011年9月3日 星期六
[新聞] 沙國王子希望調降油價
沙烏地阿拉伯王子Al-Waleed bin Talal
原文為〈Saudi prince calls for lower oil prices〉於2011年5月29日發佈於《CNN World》網站，摘要如下：
1. 沙烏地阿拉伯(Saudi Arabia)王子Al-Waleed bin Talal於今年5月發表談話，表示目前原油每桶超過100美元的價格太高，並希望油價降到每桶70~80美元之間。
2. 他認為過高的油價會促使美國與歐洲尋找替代能源、減少對沙國能源供應的依賴，這是沙國所不希望看到的。
評論：
1. 油價變化雖然與國際局勢相關，但人為操縱很可能也扮演著重大角色，沙國王子的這段談話多少反應出這個現象。做為目前全世界日產量與儲備量屬一屬二的國家，他們並不認為油價訂得越高越好，而是應該要在衡量價格與銷量後，訂在消費國家「願意購買的最高價」。能源作為沙國經濟與外交最重要的籌碼，他們自然不希望替代能源的發展減弱其效用。
2011年8月28日 星期日
藻類生質能源（四）收集技術
作者：郭致廷 / 編輯：歐陽孚、楊卓儒
在上篇藻類生質能源（三）藻類培養裡，我們介紹了許多常用的藻類養殖系統，而不管是開放式或是密閉式反應器，如何將藻類從水裡分離出來都是目前共有的一大挑戰。藻類收穫的困難之處在於微藻體積很小，僅有數微米的體型使得打撈不易。除此之外，微藻的密度與水相近，不會主動沈澱，更增加了採收難度。因此如何便宜、有效地從水中採集微藻是急需解決的問題。現在常用的採收方法有：
離心法 Centrifugation
離心法是在實驗室裡最常見的濃縮方式，將藻液置入離心管（瓶）內，利用高速旋轉產生離心力使水中不同密度的物體分離，從而收集濃縮藻液。根據不同的旋轉速度，收集到的藻液含固量可由原本約 0.1%的濃度濃縮成 5%至 25%之間。然而離心法需要輸入大量能量以達到高速旋轉，較不適合應用在以產生能源為目的的製程中。
在上篇藻類生質能源（三）藻類培養裡，我們介紹了許多常用的藻類養殖系統，而不管是開放式或是密閉式反應器，如何將藻類從水裡分離出來都是目前共有的一大挑戰。藻類收穫的困難之處在於微藻體積很小，僅有數微米的體型使得打撈不易。除此之外，微藻的密度與水相近，不會主動沈澱，更增加了採收難度。因此如何便宜、有效地從水中採集微藻是急需解決的問題。現在常用的採收方法有：
離心法 Centrifugation
離心法是在實驗室裡最常見的濃縮方式，將藻液置入離心管（瓶）內，利用高速旋轉產生離心力使水中不同密度的物體分離，從而收集濃縮藻液。根據不同的旋轉速度，收集到的藻液含固量可由原本約 0.1%的濃度濃縮成 5%至 25%之間。然而離心法需要輸入大量能量以達到高速旋轉，較不適合應用在以產生能源為目的的製程中。2011年8月26日 星期五
[產業] Abengoa獲得美國能源部貸款興建纖維素酒精廠
圖片來源：ABENGOA BIOENERGY
原文為〈DOE offers conditional $133.9M loan guarantee to Abengoa Bioenergy〉於2011年8月22日發佈於《Biofuels Digest》網站，摘要如下：
1. 美國能源部(DOE)同意提供Abengoa Bioenergy1.34億(133.9 million)美金的聯邦貸款，助其興建商業規模的纖維素生質(cellulosic biomass)生質精煉廠(biorefinery)。Abengoa Bioenergy宣佈建廠地點將會是美國堪薩斯州(Kansas)的小鎮Hugoton。
2. 在此之前，Abengoa Bioenergy已經有十年的纖維素酒精技術開發經驗，在Hugoton建廠的相關準備也逾五年。從累積幾千小時的實驗室規模生產經驗開始、再前往內布拉斯加州(Nerbaska)的York郡建立先導試驗設施，而後在西班牙的Salamanca建立示範廠。美國能源部在York時期的開發就對Abengoa Bioenergy投入3千4百萬美金(34 million)，並在2007年時同意提供1億美金以支援Hugoton建廠計畫。除了Abengoa Bioenergy的Hugoton外，DOE還另外挑選了五間生產設施提供補助，以推動第二代生質燃料。
3. Hugoton生質精煉廠的年產量將能夠達到2千3百萬 (23 million) 加侖，並完全供應工廠的電力需求。這項計畫將創造300個工作機會，其中有65個將會是在Hugoton當地的全職工作。
評論與補充：
1. 如同在〈生質能源概論(六)─生質酒精〉裡所提到的，纖維素酒精可以擺脫生質能源與糧爭地的爭議，又可以利用原本被視為農業廢棄物的稻稈、玉米梗，或是纖維素含量較高的作物，然而價格高昂的轉化過程是其一大障礙。近年來陸續有商業規模的纖維素酒精廠開始運轉，原物料種類各異，Abengoa Bioenergy在Hugoton採用的是麥稈，但其他廠商也有玉米梗、木料、甜高粱、等，更多資訊請參考維基百科。
2. Abengoa是從西班牙起家的跨國企業，集團下有近600間子公司，員工超過2萬6000人。除了能源以外，也涉足交通、電信、環境工程…等。在Hugoton的生質精煉廠之前，該集團的太陽能事業部Abengoa Solar就曾於2010年7月獲得14.5億美金的美國政府貸款，供其在亞利桑那州(Arizona)興建名為Solana Generating Station的太陽能發電站。
相關文章：
生質能源概論(六)─生質酒精
生物精煉概述(一)
生物精煉概述(二)
生物精煉概述(三)
2011年7月31日 星期日
汽車與生質燃料(一) 美國汽油名稱的數值比較低？淺談汽油
美國加油站的油槍按鈕，攝於Champaign, Illinois。
作者：歐陽孚
《前言》
我們《生質能源趨勢》的專欄文章，旨在藉著提供經過整理與消化後的資訊，協助讀者們快速了解生質能源的特定主題。前幾回專欄大致勾勒出了生質能源的背景與範疇，然而有些讀者還是對生質能源在日常生活的應用面感到疑惑。其實舉個最簡單的例子，通常在一般的加油站，我們都可以看到生質燃料的蹤影，幾十年來汽車工業也早已為生質能源的應用做出了許多改變。因此這次新的專欄，就讓我們來聊聊《汽車與生質燃料》，一起看看生質能源如何影響我們的生活吧！
剛來到美國時，我對於加油站內汽油的名稱很納悶，因為台灣加油站販售的油品是：92無鉛、95無鉛與98無鉛三種級別的汽油，但美國這裡的則是：87 (Regular)、89 (Plus)、與93 (Premium)。中學課本教我們汽油名稱的數值代表抗爆震程度，數值越高代表抗爆震程度越高。而美國汽油的數值低了一截，難道是因為美國車商與車主對於爆震比較不在乎嗎？
爆震(Knocking)與辛烷值(Octane Number)
要討論這個問題，首先需從何謂引擎爆震與辛烷值談起。引擎工作週期的四個動作(行程)依序為：進氣、壓縮、點火(或稱「爆炸」)、排氣，然而在「點火」行程開始之前，如果「壓縮」行程帶來的高壓使得油氣自燃，就會產生不正常的爆炸與震動，這就是所謂的爆震(Knocking)。由於爆震會造成引擎結構損害，因此如何改良油品成分以降低爆震程度便是提升汽車性能的一大課題。
為了定義爆震程度，工程師定義「辛烷值」並以其作為測量標準。這個標準將爆震現象很小的液體燃料異辛烷的辛烷值定為100，爆震現象很嚴重的正庚烷則定為0。如果有一種燃料其爆震程度相當於60%的異辛烷與40%的正庚烷混和的效果，那麼其辛烷值就是60。但辛烷值的數值並不侷限於0~100，例如：正辛烷的數值小於0、甲苯則高於100。所謂「92無鉛汽油」就是辛烷值為92、不含有鉛添加劑的汽油。
2011年7月23日 星期六
藻類生質能源（三）藻類培養
作者：郭致廷 / 編輯：歐陽孚、楊卓儒
在前一篇藻類生質能源（二）中，我們介紹了幾種生質燃料裡常用的藻類。 然而不論擁有多麼優良的藻種，若沒有適當的培養環境，仍然無法順利大規模量產藻類。尤其依目前技術，培養藻類所需的成本約佔總成本的50%。如何以工程的方法，大量培養藻類並降低養殖成本是目前藻類培養工程中的一大難題。
在藻類生質能源（一）裡有稍微介紹過藻類培養該注意的地方，這次我們將更深入為讀者們介紹大規模藻類培養的重點。第一：提供良好的生長環境。 藻類生長需要陽光、二氧化碳，與適當的營養源如：氮、磷化物。然而這些元素並非越多越好，例如光照、光強不夠時，藻類就會生長緩慢，但是光強過高時(例如正午時刻的陽光)，也會抑制藻類生長。同樣情形也適用於二氧化碳與營養鹽濃度，重要的是適量，因此增加了大型培養時控制這些因子的難度。第二：防止培養環境被其他微生物入侵。這點在大規模養殖時尤其困難。當製造出適合藻類生長的優良環境後，通常代表也適合其他微生物生長，因此一旦被入侵之後，對營養源的競爭就會影響到藻類的生長。第三：成本考量，前面提到了許多需要被控制的因子，然而在成本的限制下，很難全面照顧周全。因此如何在維持藻類生長速度以及降低成本之間做平衡就是藻類培養養殖工程師的最大考驗。接下來我們將介紹目前幾種正在被業界使用或是大規模測試的養殖方式。
在前一篇藻類生質能源（二）中，我們介紹了幾種生質燃料裡常用的藻類。 然而不論擁有多麼優良的藻種，若沒有適當的培養環境，仍然無法順利大規模量產藻類。尤其依目前技術，培養藻類所需的成本約佔總成本的50%。如何以工程的方法，大量培養藻類並降低養殖成本是目前藻類培養工程中的一大難題。
在藻類生質能源（一）裡有稍微介紹過藻類培養該注意的地方，這次我們將更深入為讀者們介紹大規模藻類培養的重點。第一：提供良好的生長環境。 藻類生長需要陽光、二氧化碳，與適當的營養源如：氮、磷化物。然而這些元素並非越多越好，例如光照、光強不夠時，藻類就會生長緩慢，但是光強過高時(例如正午時刻的陽光)，也會抑制藻類生長。同樣情形也適用於二氧化碳與營養鹽濃度，重要的是適量，因此增加了大型培養時控制這些因子的難度。第二：防止培養環境被其他微生物入侵。這點在大規模養殖時尤其困難。當製造出適合藻類生長的優良環境後，通常代表也適合其他微生物生長，因此一旦被入侵之後，對營養源的競爭就會影響到藻類的生長。第三：成本考量，前面提到了許多需要被控制的因子，然而在成本的限制下，很難全面照顧周全。因此如何在維持藻類生長速度以及降低成本之間做平衡就是藻類培養養殖工程師的最大考驗。接下來我們將介紹目前幾種正在被業界使用或是大規模測試的養殖方式。
2011年7月21日 星期四
[新聞] 生質酒精的發展未必是糧食價格上漲的主因
BET的上一篇文章：[新聞] 美國參議員就取消乙醇補助達成協議 中有提到，許多人認為生質燃料產業的蓬勃發展，是間接造成了糧食價格上升進而引發糧食危機的元兇。這點往往也是反對生質能源者用以攻擊生質能源產業的主要論點。
然而，就在最近美國農業部(USDA, U.S. Department of Agriculture) 和 可再生能源組織 (RFA, Renewable Fuel Association) 不約而同提出了統計報告，指出生質能源的發展和糧食價格上漲並沒有顯著的關係。
原文刊載在RFA的網站，標題是"New analysis continues to disprove food v. fuel canard"
文章的提出幾點關鍵的分析基礎，整理如下：
1. 就往年的數據來看，同年玉米的價格和糧食價格沒有明顯關係。分析報告指出玉米的價格對糧食方面的消費者物價指數(Food Consumer Price Index)來說，是一個相對不重要的變數。
2. 根據統計，在美國糧食的總成本中，農產原物料的價值(Farm value)從1973年的37%降到目前的16%，剩餘的成本都是所謂的行銷成本(Marketing bill)，包括人力、包裝、運輸、宣傳及廠商本身的獲利。報告同時指出，逐年增加的行銷成本以及通貨膨脹等因素對糧食價格的上漲有更為顯著的影響。
3. 歷年的玉米價格和肉、蛋、牛奶與其他日用品價格沒有顯著的相對關係，因此報告認為不應該將玉米價格上漲視為糧食價格上漲的主要因素。
4. 報告同時指出即使生質酒精的原料是玉米，生質酒精本身並不是影響玉米價格的唯一因素。玉米和其他農作物一樣，舉凡天氣條件、美元的走勢、外銷的需求...等等，都是影響玉米價格的重要因素。
2011年7月12日 星期二
[新聞] 美國參議員就取消乙醇補助達成協議
BET在今年一月在：[產業] 2011年美國生質燃料補助 這篇文章中，提到2011年美國總統歐巴馬於2010年年底簽署的生質燃料補助條款。該項補助條款除了提供生質燃料製造商的稅收抵免之外，也針對外國進口酒精實施關稅以保護國內生質酒精產業。
然而，美國加州參議院議員Dianne Feinstein於7月7日宣佈已和兩位農業州參議員就就取消乙醇補貼這項議題達成協議，詳細的內容請參考這裡。
2011年7月11日 星期一
NBB談Tax Credit與RFS2對生質柴油產業之影響
美國國家生質柴油委員會(National Biodiesel Board, NBB)今年委託一間顧問公司Cardno Entrix針對美國的稅收抵免政策(Tax Credit)以及再生燃料政策(RFS2)撰寫了一份報告：〈Economic Impact of Removing The Biodiesel Tax Credit For 2010 and Implementation of RFS2 Targets Through 2015〉，探討這些政策對生質柴油產業造成的影響。該報告可於NBB的網站下載。
報告雖然篇幅不長只有10頁，但這裡還是為各位讀者摘要如下：
1. 美國的生質柴油稅收抵免政策(每加侖可獲1元美金抵免)從2004年到2009年扮演了重要的影響，使得生質柴油的市場價格能與石油價格競爭。
2. 然而該政策於2009年年底到期後，美國政府並沒有延期的打算，使得生質柴油產業在2010年遭受重創，產量下降42%，並減少了8,900個工作機會。這項政策同時造成了美國GDP下降8億7千9百億美金(879 million)，家庭收入也減少了4億8千5百億美金(485 million)。
3. 2010年12月，美國政府將稅收抵免政策延長至2011年底，從09年年底開始的空窗期也一併適用。此舉立刻讓2011年1月的生質油產量增加69%。這項政策得以延長其實直接受惠於2010年11月公布的Renewable Fuels Standard (RFS2)。RFS2就像是一種擴大內需方案，訂定美國國內每年應該要消耗掉多少生質柴油，例如2011年的目標是8億加侖、2012年則是10億加侖。2012年之後的目標雖然還未公布，但推估2015年的目標應該可以達到19億加侖。
2011年6月29日 星期三
藻類生質能源（二）常見藻種介紹
作者：郭致廷 / 編輯：歐陽孚、楊卓儒
這次我們要來介紹幾種常用來生產生質燃油的藻種。以供應生質燃油原料為目標的養殖場在選擇藻種時通常會有幾個考量。第一個考量為生長速度，生長速度會直接影響到生物質產量，一般而言，藻類大約每6至72小時生物質會增加一倍，生長速度越快則能採收的頻率越高。第二個考量為藻體含油量，目前藻類生質燃油仍以生質柴油為主，藻體含油量高就表示會有較多藻油能被轉換為生質柴油。然而藻體含油量高的藻種通常生長速度會比藻體含油量低的藻種慢，因此生長速度與含油量之間的取捨需考慮到最終燃油產物為何，以選擇較適當的藻種。第三個考量為藻類生長環境，依照預想的培養環境選擇藻種。例如在陸地上的養殖場便不適合培養海水藻，因為此舉必須承擔配製人工海水的額外費用。其他還有一些諸如藻體形狀、生活形態、自營異營（註一）等特性在篩選藻種時也應一併考慮。
螺旋藻 (Spirulina)
螺旋藻就跟它的名字一樣，單一個體就是螺旋狀長條，大小約為 0.5 毫米(mm)。可在淡水及鹹水中生長，可進行自營及異營作用。螺旋藻是非常常見的培養藻種，因為它的生長速度快，大小相對於其他微藻大得多因此容易收集，適應環境能力強，夏威夷、中國大陸南部、美國加州等熱帶地區皆有養殖廠 。螺旋藻大部份成份為蛋白質，僅有約10-20%成份為油脂，因此不適合作為生質柴油原料藻種。然而也因為高蛋白質含量而適合作為營養品或是動物飼料。若讀者平時有留心注意的話，在一般藥局常常可見的螺旋藻錠，即是由這些螺旋藻製成。
這次我們要來介紹幾種常用來生產生質燃油的藻種。以供應生質燃油原料為目標的養殖場在選擇藻種時通常會有幾個考量。第一個考量為生長速度，生長速度會直接影響到生物質產量，一般而言，藻類大約每6至72小時生物質會增加一倍，生長速度越快則能採收的頻率越高。第二個考量為藻體含油量，目前藻類生質燃油仍以生質柴油為主，藻體含油量高就表示會有較多藻油能被轉換為生質柴油。然而藻體含油量高的藻種通常生長速度會比藻體含油量低的藻種慢，因此生長速度與含油量之間的取捨需考慮到最終燃油產物為何，以選擇較適當的藻種。第三個考量為藻類生長環境，依照預想的培養環境選擇藻種。例如在陸地上的養殖場便不適合培養海水藻，因為此舉必須承擔配製人工海水的額外費用。其他還有一些諸如藻體形狀、生活形態、自營異營（註一）等特性在篩選藻種時也應一併考慮。
螺旋藻 (Spirulina)
螺旋藻就跟它的名字一樣，單一個體就是螺旋狀長條，大小約為 0.5 毫米(mm)。可在淡水及鹹水中生長，可進行自營及異營作用。螺旋藻是非常常見的培養藻種，因為它的生長速度快，大小相對於其他微藻大得多因此容易收集，適應環境能力強，夏威夷、中國大陸南部、美國加州等熱帶地區皆有養殖廠 。螺旋藻大部份成份為蛋白質，僅有約10-20%成份為油脂，因此不適合作為生質柴油原料藻種。然而也因為高蛋白質含量而適合作為營養品或是動物飼料。若讀者平時有留心注意的話，在一般藥局常常可見的螺旋藻錠，即是由這些螺旋藻製成。
2011年6月27日 星期一
[產業] 居高不下的成本阻礙藻類生質燃料發展
圖片來源：路透社(Reuters)新聞網頁原文為〈High costs seen hampering use of algae as biofuel〉於2011年6月16日發佈於路透社(Reuters)新聞網頁，摘要如下：
1. 荷蘭的科學家表示海藻生質燃料如果要能真正投入商轉與緩解糧食價格的壓力，至少需要降低90%的生產成本，
2. 根據荷蘭瓦格寧根大學(Wageningen University)的研究顯示：海藻的油脂含量約在20%至60%，每公頃土地每年的油脂產量約在20,000到80,000公升之間，遠超過棕櫚油(palm oil)的每公頃6,000公升。該校主導海藻研究的Rene Wijffel教授表示：海藻油目前的生產成本是棕櫚油的10倍左右。
3. 石油業巨擘艾克森美孚石油公司(Exxon Mobil Corp)、煉油商耐思特石油公司(Neste Oil)與荷蘭維他命製造商帝斯曼(DSM)等大型企業，都在投資海藻生產技術來發展生質燃料。同時歐盟委員會(European Commission)也撥出經費將在未來2到3年啟動3座海藻生質燃料的生產設施。
2011年6月20日 星期一
藻類生質能源（一）序論
作者：郭致廷 / 編輯：歐陽孚、楊卓儒
在生質能源概論（七）裡，我們曾提起藻類將會是未來生質能源的主要原料。其原因主要因為以下三點：
1. 藻類生長速度快，產量遠高於陸生植物
2. 不需與民爭糧、與糧爭地
3. 高經濟價值產品如DHA、EPA等脂肪酸可於產油的同時一併提鍊
在這個系列文章裡，我們將為讀者更進一步的介紹什麼是藻類、藻類生質能源相關的研究以及目前產業發展與瓶頸。希望能讓讀者對藻類生質能源有更清晰的概念與瞭解。
在生質能源概論（七）裡，我們曾提起藻類將會是未來生質能源的主要原料。其原因主要因為以下三點：
1. 藻類生長速度快，產量遠高於陸生植物
2. 不需與民爭糧、與糧爭地
3. 高經濟價值產品如DHA、EPA等脂肪酸可於產油的同時一併提鍊
在這個系列文章裡，我們將為讀者更進一步的介紹什麼是藻類、藻類生質能源相關的研究以及目前產業發展與瓶頸。希望能讓讀者對藻類生質能源有更清晰的概念與瞭解。
在墨西哥的直立式藻類農場
圖片來源：Valcent Product Inc.
2011年6月17日 星期五
生物精煉概述(三)
作者：楊卓儒 / 編輯：歐陽孚
在〈生物精煉概述(一)〉中有稍微提到，生物精煉與石油精煉的概念非常相似，且生物精煉過程產生的產物也可能面臨到石化產業的競爭，然而，這兩種類型的精煉仍然有相當明顯的差異。本文作為〈生物精煉概述〉系列專欄的最後一篇，將從原物料、製造程序以及產物等三個部份來比較生物精煉與石油精煉的差異，並統整生物精煉產業未來將遭遇的挑戰和擁有的機會。
原物料部份
表1. 列出了石油精煉與生物精煉兩者在原物料這個部份的差異，主要的比較項目為位置(Location)、密度(Density)與可用性(Availability)。
首先由上表我們可以得知生物精煉的原物料有下列幾種特性：分佈廣、密度低，且大多數的生物質含水量都相當高(以草為例，最高含水量為90%)，而水是生物精煉中較不需要的成分、甚至是降低反應效率的成分，因而使得每單位生物質的運輸成本往往高於石油精煉的原料(石油或是天然氣)。有鑑於以上特性，如何有效降低原物料的收集、運輸和儲存成本；或者換個角度想，如何提高原物料的密度，便是生物精煉產業進一步發展的關鍵課題。
在〈生物精煉概述(一)〉中有稍微提到，生物精煉與石油精煉的概念非常相似，且生物精煉過程產生的產物也可能面臨到石化產業的競爭，然而，這兩種類型的精煉仍然有相當明顯的差異。本文作為〈生物精煉概述〉系列專欄的最後一篇，將從原物料、製造程序以及產物等三個部份來比較生物精煉與石油精煉的差異，並統整生物精煉產業未來將遭遇的挑戰和擁有的機會。
原物料部份
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| 表1. 石油精煉與生物精煉原物料性質差異 |
首先由上表我們可以得知生物精煉的原物料有下列幾種特性：分佈廣、密度低，且大多數的生物質含水量都相當高(以草為例，最高含水量為90%)，而水是生物精煉中較不需要的成分、甚至是降低反應效率的成分，因而使得每單位生物質的運輸成本往往高於石油精煉的原料(石油或是天然氣)。有鑑於以上特性，如何有效降低原物料的收集、運輸和儲存成本；或者換個角度想，如何提高原物料的密度，便是生物精煉產業進一步發展的關鍵課題。
2011年6月11日 星期六
[新聞] 生質燃料未必會造成土地用途變更
原文為〈Study reaffirms lack of link between biofuels, land use changes〉於2011年5月24日發佈於《Biodiesel Magazine》網站，摘要如下：
1. 美國密西根州立大學(Michigan State University, MSU)近來的一篇研究論文指出：美國過去幾年來在生質燃料的生產很可能並未造成土地用途的改變。
2. 反對生質能源者長久以來的論點之一是生質燃料的原物料(biofuel feedstocks)，如：玉米、大豆等，會改變目前的土地用途，進而增加全球溫室氣體排放。
3. 但MSU的研究論文指出，由2002年至2007的統計資料來看，生質燃料的生產與土地用途變更並無顯著的相關性。
4. 此外，美國能源部(US Department of Energy)在去年的一項研究也指出過去十年生質酒精的增產對於土地用途變更的影響趨近於零。
2011年5月19日 星期四
生物精煉概述(二)
作者：楊卓儒 / 編輯：郭致廷、歐陽孚
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| 圖片來源:http://green.blogs.nytimes.com/2009/01/13/for-ethanol-plants-two-roads-diverge/ |
Phase III Biorefinery
這類型的生物精煉與前兩者相比，無疑更加地複雜以及先進。不僅如同Phase II 一般能夠生產各種能源和化工產品，Phase III 生物精煉還具有原料來源眾多且其中同時應用多種反應加工程序等特性。Phase III 生物精煉的優點可以分為以下幾個面向來討論。
首先，產品的多樣性可以因應不斷變化的市場需求。當市場的需求改變時，目前製程中生產的副產品有機會能夠轉變為主要的產品。這樣的彈性讓生產者能夠隨時改變生產策略來達到利潤的最大化。
另外，原料的多樣性除了讓這類型的生物精煉製程能夠有相對安全和穩定的原料供給，在成本的考量上，也讓生產者能夠選擇當下成本最低的原料組合進行生產。綜合以上兩點，在三類型的生物精煉中，Phase III 的高度靈活性最適合大規模應用在工業生產上。
以下列舉幾種發展中的Phase III 生物精煉應用：
l 木質素生物精煉(屬於Lignocellulose feedstock biorefinery)：
l LIBERTY專案(屬於Whole crop biorefinery)
l 雙平台概念生物精煉(Two platform concept biorefinery)
2011年4月26日 星期二
生物精煉概述(一)
作者：楊卓儒 / 編輯：郭致廷、歐陽孚
前言
在《淺談石化能源》的系列專欄中，BET利用四篇文章的篇幅介紹了目前三大石化燃料及石化能源的使用現況。接著我們將透過系列專欄 —《生物精煉概述》向各位介紹生物精煉(Bio-refinery)的概念。本系列將從生物精煉的定義以及石油精煉(Petro-refinery)和生物精煉的比較談起，緊接著介紹生物精煉的類型以及其運用實例。希望透過這系列的介紹，讓各位對於生物精煉這個名詞有基礎的認識。
生物精煉的定義
許多人或許都有注意到，在閱讀替代能源相關的報導或是文章時，「生物精煉」這個名詞常常出現在與生質能源相關的文章中。那個所謂的「生物精煉」具體而言是個甚麼樣的程序呢？
事實上，我們可以說「生物精煉」是將生物質(biomass)轉化為其他各種產品或加工原料的轉換過程。說得更精確一些，根據美國NREL (National Renewable Energy Lab.) 的定義，生物精煉是以生物質(biomass)為原料，利用不同的製程技術而成為燃料或是電力及化工原料的過程。(原文連結請參照NREL的Biorefinery頁面)
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在《淺談石化能源》的系列專欄中，BET利用四篇文章的篇幅介紹了目前三大石化燃料及石化能源的使用現況。接著我們將透過系列專欄 —《生物精煉概述》向各位介紹生物精煉(Bio-refinery)的概念。本系列將從生物精煉的定義以及石油精煉(Petro-refinery)和生物精煉的比較談起，緊接著介紹生物精煉的類型以及其運用實例。希望透過這系列的介紹，讓各位對於生物精煉這個名詞有基礎的認識。
生物精煉的定義
許多人或許都有注意到，在閱讀替代能源相關的報導或是文章時，「生物精煉」這個名詞常常出現在與生質能源相關的文章中。那個所謂的「生物精煉」具體而言是個甚麼樣的程序呢？
事實上，我們可以說「生物精煉」是將生物質(biomass)轉化為其他各種產品或加工原料的轉換過程。說得更精確一些，根據美國NREL (National Renewable Energy Lab.) 的定義，生物精煉是以生物質(biomass)為原料，利用不同的製程技術而成為燃料或是電力及化工原料的過程。(原文連結請參照NREL的Biorefinery頁面)
2011年4月21日 星期四
[技術]利用綠藻處理核廢料
新聞來源：http://www.nature.com/news/2011/110330/full/news.2011.195.html根據Naturenews的報導，看似平凡的綠藻除了可製成生質燃油、營養食品和化妝品之外，近期又發現了新功用，美國西北大學 Krejci 研究團隊發現新月藻Closterium moniliferum 可將鍶從水中分離出來，並將之轉化為無毒性的硫酸鍶結晶，因此具有潛力協助降低核能污染的危害以及減少核廢料處理難度。
根據wiki上對鍶-90的生物危害如此解釋：
在車諾比核電廠事故後，鍶-90與銫-134、銫-137和碘-131同為對健康影響最大的放射性同位素。鍶-90的化學性質近似於鈣（兩者同為鹼土金屬元素， 剩下的鍶-90都儲存在骨骼和骨髓，另外還有極少量存在血液或軟組織。 鍶-90進入骨骼會導致骨癌及鄰近組織癌變或白血病。 由於鈣可對抗鍶-90在骨骼中沉積，食用高鈣食物可防止鍶-90對身體的危害，有助讓鍶-90排出體外。另外茶葉中的單寧也可將 鍶-90從骨骼中置換出來。
2011年4月17日 星期日
淺談石化能源(四)：煤炭
作者：歐陽孚 / 編輯：郭致廷
無煙煤
圖片來源：維基百科(http://en.wikipedia.org/wiki/Coal)
煤炭是什麼？
煤炭(coal)是一種黑色或褐色的沉積岩，主要成分是碳，次成分有氫、氧、硫…等。可做為燃料，最重要的用途是火力發電。根據美國能源情報署(EIA)的資料，美國在2010年生產的電力有44.9%來自煤炭；若放眼全球，EIA的〈International Energy Outlook 2010〉告訴我們，煤炭在2007年供應了全球42.0%的電力。
煤炭的來源和石油不同。我們在〈淺談石化能源(二)─石油與天然氣(上)〉曾經提過，石油的來源是遠古時代的海藻與浮游生物之遺骸；然而煤炭的來源則是遠古時代的植物(特別是許多已絕跡的巨大品種)之莖、葉，在沼澤地區的保護下，逃過了生物分解與氧化作用而不斷沉積，最後受到壓力與溫度影響所形成。
2011年4月7日 星期四
淺談石化能源(三)：石油與天然氣(下)
作者：歐陽孚 / 編輯：郭致廷、楊卓儒
石油蘊藏量
過去很長一段時間以來，沙烏地阿拉伯的石油蘊藏量都排名世界第一，但在今年(2011年)年初，委內瑞拉(Venezuela)政府宣佈他們的石油蘊藏量已達2,970億桶(297 billion barrels)，成為世界第一。美國地質探勘局(United States Geological Survey, USGS) 估計的結果則顯示實際蘊藏量有可能還要更高，約在3,800至6,520億桶之間。然而委內瑞拉擁有的原油是流動性非常差的「重原油(heavy crude oil)」，相較於沙烏地阿拉伯的輕原油(light crude oil)」，需要更複雜的開採技術以及更高的成本，因此在短期的未來內，中東仍然會是石油生產的重鎮。下表提供目前全球排名前17的石油生產國家所擁有的石油蘊藏量與日產量資訊：
運輸液化天然氣的油輪
石油蘊藏量
過去很長一段時間以來，沙烏地阿拉伯的石油蘊藏量都排名世界第一，但在今年(2011年)年初，委內瑞拉(Venezuela)政府宣佈他們的石油蘊藏量已達2,970億桶(297 billion barrels)，成為世界第一。美國地質探勘局(United States Geological Survey, USGS) 估計的結果則顯示實際蘊藏量有可能還要更高，約在3,800至6,520億桶之間。然而委內瑞拉擁有的原油是流動性非常差的「重原油(heavy crude oil)」，相較於沙烏地阿拉伯的輕原油(light crude oil)」，需要更複雜的開採技術以及更高的成本，因此在短期的未來內，中東仍然會是石油生產的重鎮。下表提供目前全球排名前17的石油生產國家所擁有的石油蘊藏量與日產量資訊：
2011年3月28日 星期一
淺談石化能源(二)：石油與天然氣(上)
作者：歐陽孚 / 編輯：郭致廷
石油與天然氣是什麼？
石油(petroleum)與天然氣(natural gas)主要都由「烴類化合物(hydrocarbon)」組成，所謂烴類指的是成分僅有氫(hydrogen)與碳(carbon)的化合物，化學式可以寫成CxHy的形式，例如：甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、丁炔C4H6…等。這些化合物可以是看不見的氣態、像水一般流動的液態、或是濃稠的漿狀甚至是固態，它們屬於哪種形態取決於化合物分子的大小，一般而言X與Y數字越小者，流動性與揮發性越高，越大者則外型越為固定。所有的烴類都可以燃燒(與氧氣劇烈反應)，進而生成二氧化碳(CO2)與水(H2O)，並釋放出熱能。這告訴了我們兩件事：一是石油與天然氣可以做為燃料，供應人類能量；二是使用這種燃料無可避免地會產生二氧化碳。
美國德州的小鎮Spindletop，1901年1月10日，由油井中爆炸般地噴發出大量石油，為開採「黑金」的瘋狂紀元揭開序幕。
石油與天然氣是什麼？
石油(petroleum)與天然氣(natural gas)主要都由「烴類化合物(hydrocarbon)」組成，所謂烴類指的是成分僅有氫(hydrogen)與碳(carbon)的化合物，化學式可以寫成CxHy的形式，例如：甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、丁炔C4H6…等。這些化合物可以是看不見的氣態、像水一般流動的液態、或是濃稠的漿狀甚至是固態，它們屬於哪種形態取決於化合物分子的大小，一般而言X與Y數字越小者，流動性與揮發性越高，越大者則外型越為固定。所有的烴類都可以燃燒(與氧氣劇烈反應)，進而生成二氧化碳(CO2)與水(H2O)，並釋放出熱能。這告訴了我們兩件事：一是石油與天然氣可以做為燃料，供應人類能量；二是使用這種燃料無可避免地會產生二氧化碳。
2011年3月17日 星期四
淺談石化能源(一)：石化能源使用現況
作者：歐陽孚 / 編輯：郭致廷、楊卓儒
圖片來源：BP Statistical Review of World Energy 2010
前言
在〈生質能源概論(八) ─ 結語〉之中我們曾談到，替代能源的發展目標並不是要以某一種方案取代所有的石化能源，而是要用不同的技術多管齊下，逐步取代石化能源的多數用途。要達成這項目標，除了要理解各種可能技術的優點與限制外，更為基本的是，必須了解石化能源的獨特性與重要性。替代能源發展是項大工程，而工程首重務實，對於問題的本質有所了解，我們才能夠踏實地解決難題。因此，在〈生質能源概論(一) ─ 石化能源的危機〉中，我們曾短篇幅地介紹石化能源當前的運用狀況，而在新一系列的專欄《淺談石化能源》裡，我們將藉由四篇文章帶領各位讀者更進一步了解石化能源，首先談到〈石化能源使用現況〉，接著介紹三大石化燃料：石油、天然氣、煤炭，並在行文過程中討論哪些石化燃料的應用面是可供生質能源發揮的舞台。希望藉此專欄，能讓各位讀者更進一步地理解石化能源與生質能源的相對關係。
2011年3月12日 星期六
生質能源概論 ( 八 ) ─ 結語
作者： 歐陽孚 / 編輯：楊卓儒
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| 圖片來源：http://article.pchome.net/content-565611-37.html |
什麼是生質能源(biomass energy或bioenergy)？前述幾篇文章中談到的合成氣、沼氣、廢棄物衍生燃料、生質酒精、生質柴油…等，它們都是由生物質(biomass)轉換而生的能源，由於生物質基本上是由進行消耗二氧化碳的光合作用而來，因此做為燃料燃燒後雖然仍會產生二氧化碳，但淨排放量為可以視為零，使生質能源具備永續與潔淨的特性。這兩項特性也是替代能源最重要的考量。
2011年3月11日 星期五
生質能源概論 ( 七 ) ─ 生質柴油
作者：郭致廷 / 編輯：楊卓儒
在前篇介紹了生質酒精之後，本篇將介紹生質柴油的起源、製程與利用情形。在進入主題之前，先為讀者介紹傳統石化柴油與汽油的不同之處。大體而言，柴油與汽油都是由石油原油經由分餾法所得之產物。利用各物質沸點不同，將原油加熱成為蒸汽後導至分餾塔中進行冷凝，柴油沸點較汽油高，因此在較高溫度即可冷凝成為液體，汽油沸點低，需要在接近塔頂的部份進行收集。汽油與柴油都是烴類(碳氫化合物)混合物的通稱，然而差別在於汽油所含烴類碳鏈長度在C4~C12之間，柴油所含烴類碳鏈長度在C10~C22之間。碳鏈長度的差異，造成柴油相對於汽油擁有較高燃燒熱值 (柴油燃燒熱為 37.3 MJ/L，汽油燃燒熱為34.2 MJ/L)、較低燃點與較高的黏稠度等特點。同時這些不同也反應在汽油引擎與柴油引擎設計之中。從引擎點火方式來說，柴油引擎不像汽油引擎使用火星塞點火，而直接採用壓縮點火，引擎承受較大壓力，因此柴油引擎通常較汽油引擎更為笨重。然而也因為較高的壓縮比，使得柴油引擎具有較高的熱效率 (柴油引擎 35-50%, 汽油引擎 25- 30%) 而油耗較低。在引擎性能方面，柴油引擎具有高扭力、低污染的優點。缺點則是在低速運轉時，柴油車通常會有較大的爆震，然而隨著柴油引擎的改進，這種狀況已有顯著的改善。
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圖一 向日葵田，葵花油也是生質柴油的原料之一
在前篇介紹了生質酒精之後，本篇將介紹生質柴油的起源、製程與利用情形。在進入主題之前，先為讀者介紹傳統石化柴油與汽油的不同之處。大體而言，柴油與汽油都是由石油原油經由分餾法所得之產物。利用各物質沸點不同，將原油加熱成為蒸汽後導至分餾塔中進行冷凝，柴油沸點較汽油高，因此在較高溫度即可冷凝成為液體，汽油沸點低，需要在接近塔頂的部份進行收集。汽油與柴油都是烴類(碳氫化合物)混合物的通稱，然而差別在於汽油所含烴類碳鏈長度在C4~C12之間，柴油所含烴類碳鏈長度在C10~C22之間。碳鏈長度的差異，造成柴油相對於汽油擁有較高燃燒熱值 (柴油燃燒熱為 37.3 MJ/L，汽油燃燒熱為34.2 MJ/L)、較低燃點與較高的黏稠度等特點。同時這些不同也反應在汽油引擎與柴油引擎設計之中。從引擎點火方式來說，柴油引擎不像汽油引擎使用火星塞點火，而直接採用壓縮點火，引擎承受較大壓力，因此柴油引擎通常較汽油引擎更為笨重。然而也因為較高的壓縮比，使得柴油引擎具有較高的熱效率 (柴油引擎 35-50%, 汽油引擎 25- 30%) 而油耗較低。在引擎性能方面，柴油引擎具有高扭力、低污染的優點。缺點則是在低速運轉時，柴油車通常會有較大的爆震，然而隨著柴油引擎的改進，這種狀況已有顯著的改善。
2011年2月20日 星期日
［產業］墨西哥將加入藻類生質燃料的戰場
原文為〈Mexico Aims to Be Top Biofuel Producer With Algae Oil〉於2011年2月14日發佈於《TreeHugger》網站。
摘要：
來自美國洛杉磯的 OriginOil和墨西哥政府簽訂了合約：未來的5年中墨國的噴射機燃料將有1%以藻類生質燃料來取代，目標則是在十年之內讓藻類生質燃料的生產量成長到(整體噴射機燃料量的)20%。簽約的雙方也同時希望能夠藉此機會讓墨西哥成為全世界藻類生質燃料的供應大國之一。
他們將這個計畫稱為『墨西哥的曼哈頓計畫』。
這個計畫中的成員包含了OriginOil，Genesis以及Ensenada當地大學中的生質燃料研究學者。他們將先興建試驗點試產，若是效果令人滿意，他們將緊接著擴大生產的規模。事實上，去年OriginOil和澳洲的MBD Energy已經有類似的合作與成功經驗。OriginOil的發言人認為，Ensenada當地有充足的日照和海水資源，而這樣的環境條件非常適合從事藻類養殖。
摘要：
來自美國洛杉磯的 OriginOil和墨西哥政府簽訂了合約：未來的5年中墨國的噴射機燃料將有1%以藻類生質燃料來取代，目標則是在十年之內讓藻類生質燃料的生產量成長到(整體噴射機燃料量的)20%。簽約的雙方也同時希望能夠藉此機會讓墨西哥成為全世界藻類生質燃料的供應大國之一。
他們將這個計畫稱為『墨西哥的曼哈頓計畫』。
這個計畫中的成員包含了OriginOil，Genesis以及Ensenada當地大學中的生質燃料研究學者。他們將先興建試驗點試產，若是效果令人滿意，他們將緊接著擴大生產的規模。事實上，去年OriginOil和澳洲的MBD Energy已經有類似的合作與成功經驗。OriginOil的發言人認為，Ensenada當地有充足的日照和海水資源，而這樣的環境條件非常適合從事藻類養殖。
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| 圖片來源：http://www.autoevolution.com/news/the-mexican-manhattan-project-algae-biofuel-31275.html |
2011年2月13日 星期日
能源戰場的Sputnik moment
作者：歐陽孚
圖片來源：
今年1月25日美國總統歐巴馬在發表國情咨文演說時(State Of The Union Address)時，向所有人發出警告：現在正是當代美國的「史潑尼克時刻(Sputnik moment)」，美國在很多科學與工程領域已經不是領導者；而另一方面，中國、印度等國家意識到他們只要對人才教育與科學研究進行投資，便有機會於新世界競爭。其中「能源」是重要的戰場，美國將需要當代的「阿波羅計畫」來追求突破。為此，歐巴馬提出以下幾個目標與作為：
生質能源概論 ( 六 ) ─ 生質酒精
作者：郭致廷 / 編輯：楊卓儒
液態生質能源，或是稱為生質燃料(Biofuel)，泛指經由生物或化學方法轉化生物質 (Biomass)而取得之液態燃料。目前最廣泛被使用的種類為生質酒精與生質柴油。這兩種燃料主要使用於交通運輸，相較於傳統石油，具有低溫室氣體排放與低爆震等優點。本篇概論將介紹生質酒精的製程與利用情形。
圖片來源:http://www.etftrends.com/2010/10/corn-etfs-powered-ethanol-shift/
生質酒精可直接與石化汽油混合，在低濃度(<15%)混合的情況下，一般車輛無須修改引擎即可直接使用，例如美國目前普遍使用參雜10%生質酒精的混合汽油，這種混合汽油稱為e10汽油，(e代表酒精，10代表酒精與汽油混合比例）。此外，ford、chrysler、toyota等汽車公司也推出了複合燃料車（Flexible Fuel Vehicle），可自動偵測酒精與汽油混合比例，自行調整引擎內油料噴射系數與點火時間，因此可任意使用不同混合比例的酒精汽油。美國部份加油站有提供 高酒精混合比例的E85汽油讓民眾選擇。巴西自1970年代開始發展酒精汽油，至今全國加油站提供E22與E93酒精汽油，是目前世界上唯一不再使用純汽 油的國家。台灣自2007年開始推動公務車使用E3汽油，至2009年在台北高雄共13個加油站提供E3，將依實際使用情形評估是否在台灣全面推行。
液態生質能源，或是稱為生質燃料(Biofuel)，泛指經由生物或化學方法轉化生物質 (Biomass)而取得之液態燃料。目前最廣泛被使用的種類為生質酒精與生質柴油。這兩種燃料主要使用於交通運輸，相較於傳統石油，具有低溫室氣體排放與低爆震等優點。本篇概論將介紹生質酒精的製程與利用情形。
圖片來源:http://www.etftrends.com/2010/10/corn-etfs-powered-ethanol-shift/
生質酒精可直接與石化汽油混合，在低濃度(<15%)混合的情況下，一般車輛無須修改引擎即可直接使用，例如美國目前普遍使用參雜10%生質酒精的混合汽油，這種混合汽油稱為e10汽油，(e代表酒精，10代表酒精與汽油混合比例）。此外，ford、chrysler、toyota等汽車公司也推出了複合燃料車（Flexible Fuel Vehicle），可自動偵測酒精與汽油混合比例，自行調整引擎內油料噴射系數與點火時間，因此可任意使用不同混合比例的酒精汽油。美國部份加油站有提供 高酒精混合比例的E85汽油讓民眾選擇。巴西自1970年代開始發展酒精汽油，至今全國加油站提供E22與E93酒精汽油，是目前世界上唯一不再使用純汽 油的國家。台灣自2007年開始推動公務車使用E3汽油，至2009年在台北高雄共13個加油站提供E3，將依實際使用情形評估是否在台灣全面推行。
2011年2月3日 星期四
生質能源概論 ( 五 ) ─ 沼氣與合成氣
作者：歐陽孚
以氣態形式被利用的生質能源，最主要的兩項應該是沼氣(biogas, marsh gas)與合成氣(syngas)，都是原料經化學作用後產生的可燃氣體，以下篇幅將針對這兩種產品進一步說明。
早期人們發現在沼澤地帶存在一種氣體具有可燃性，後來才逐漸明白有機物在特定溫度、濕度、酸鹼值的環境下，經過多種細菌厭氧發酵後，會由碳鏈較長、結構複雜的化合物(例：纖維素、蛋白質、脂肪…等)轉變成短鏈的分子，最後形成的氣態產物便被稱為沼氣。沼氣其實是由多種氣態分子構成的混合物，通常含有甲烷(methane, CH4)、硫化氫、一氧化碳、重烴等可燃成分，同時也包括二氧化碳、氮氣、氨氣等不可燃氣體。其中最主要的分子是佔全部成分達50%到75%的甲烷，在常溫環境中無色、無味、無毒，難溶於水，是非常好的氣體燃料。
早期人們發現在沼澤地帶存在一種氣體具有可燃性，後來才逐漸明白有機物在特定溫度、濕度、酸鹼值的環境下，經過多種細菌厭氧發酵後，會由碳鏈較長、結構複雜的化合物(例：纖維素、蛋白質、脂肪…等)轉變成短鏈的分子，最後形成的氣態產物便被稱為沼氣。沼氣其實是由多種氣態分子構成的混合物，通常含有甲烷(methane, CH4)、硫化氫、一氧化碳、重烴等可燃成分，同時也包括二氧化碳、氮氣、氨氣等不可燃氣體。其中最主要的分子是佔全部成分達50%到75%的甲烷，在常溫環境中無色、無味、無毒，難溶於水，是非常好的氣體燃料。
2011年1月29日 星期六
生質能源概論 ( 四 ) ─ 固態廢棄物衍生燃料RDF-5
作者：歐陽孚 / 編輯：楊卓儒
自古以來，人類堆起木材點火燃燒，就是一種固態生質能源的利用方式，原料經過轉換以後，最終以熱能形式被利用。當代最重要的固態生質能源，應該算是固態廢棄物衍生燃料技術（densified refuse derived fuel, 或RDF-5），它指的是對原料進行物理前處理後，再將成品送入鍋爐燃燒發電，或是進一步與其他物質行氣化、裂解反應的能源利用方式。其原料可以是都市廢棄物(例：家庭垃圾)、農林廢棄物(例：廢木材)、一般事業廢棄物(例：廢紙漿)…等。圖1為造紙業廢料生成之RDF-5燃料錠。
圖1. 造紙廢料之RDF-5
2011年1月25日 星期二
生質能源概論（三）－ 生質能源的使用型態
作者：歐陽孚 / 編輯：楊卓儒
本文將以宏觀的方式簡單介紹生質能源的形式與利用方式，往後也將會再有數篇專文深入介紹本篇所提及的部分利用方式，加深讀者對於熱門議題的背景知識深度。生質能源的分類方式很多，可由原料劃分、依加工程序歸類，也可以藉由最終產物來介紹，此處我們將以其被利用時的型態─物質三態：液、固、氣，來進行說明。
2011年1月23日 星期日
[產業] 柴油油電混合車戰火升溫
Peugeot 3008 HYbrid4
原文為〈Diesel Hybrid Market Fires Up〉於2011年1月12日發佈於《Biodiesel Magazine》網站，摘要如下：
1. 「柴油」油電混合車在卡車與公車已有商用車種投入，而法國Peugeot車廠預計在2011年推出新車「3008 HYbrid4」，是柴油油電車中全球第一輛的量產型轎車，預計將會讓油電車產業獲得可觀的成長。
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