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。
沼氣不只能由沼澤產生，事實上堆肥、汙水、家庭廢棄物…等都可以是沼氣的原料，因此許多垃圾掩埋場、畜牧場(例：養豬場)，都將沼氣收集設備整合進設施內，以沼氣做為燃料生熱或是發電。另外，在過去利用技術還不成熟的年代，由於甲烷的可燃性，會使得垃圾掩埋場有自燃的危險，常需建造通氣孔將沼氣由深處排放出來進入大氣中。然而甲烷造成溫室效應的能力其實更勝二氧化碳數十倍，此舉對環境有不小的負面影響。因此沼氣利用不但可以處理危害物質，還可以節省能源，是一舉兩得的策略。台灣目前已有多項利用沼氣發電的設施，較大規模者來自於台北市山豬窟與福德坑、台中市文山、高雄市西青埔四處垃圾掩埋場，都是因填滿關閉後，經數十年等待再鑿井開發成沼氣電廠，其中西青埔是目前沼氣蘊藏量最豐沛的一處；並由於較晚開發之故，所用設備反而較其他諸廠先進，是抽氣成效與發電效率最高者，所生電力約可供給高雄市13,500戶家庭使用。
合成氣與沼氣雖然都由化學反應而得，然而合成氣是透過外部供應能量(加熱)的方式達到最適合的反應條件，不用經過數十年的等待時間。另外由於原料需經過分類與篩選，因此產物更加單純，做為其他物質的生產原料或是發電所需的後續處理較少，轉換效率也更高。以合成氣作為鍋爐輔助燃料的混燒發電系統，可以節省燃料成本、改善廢氣排放問題，並且以現有設備改裝的門檻低，荷蘭已有多座燃煤電廠採用，而美國、德國…等也正在發展中，目前全球的發展情況正由示範階段往商轉階段邁進。
合成氣與沼氣目前看來難以做為發電網路的基載電力，長期而言恐怕也不會以此做為發展目標，然而我們或許不應由此角度來批判。就像廢棄物衍生燃料(RDF-5)一樣，它們本質上可做為一種較進步的廢棄物處理方案，能大程度地降低汙染已有很重要的價值，再加上具備獨立供應能源或是與既有發電設施整合的優點，使得他們在自然環境永續經營策略中能夠有所貢獻。
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生質能源概論(一) -- 石化能源的危機
生質能源概論(二) -- 替代能源的興起
生質能源概論(三) -- 生質能源的使用形態
生質能源概論(四) -- 固態廢棄物衍生燃料RDF-5
生質能源概論(六) -- 生質酒精
生質能源概論(七) -- 生質柴油
生質能源概論(八) -- 結語
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。
沼氣不只能由沼澤產生，事實上堆肥、汙水、家庭廢棄物…等都可以是沼氣的原料，因此許多垃圾掩埋場、畜牧場(例：養豬場)，都將沼氣收集設備整合進設施內，以沼氣做為燃料生熱或是發電。另外，在過去利用技術還不成熟的年代，由於甲烷的可燃性，會使得垃圾掩埋場有自燃的危險，常需建造通氣孔將沼氣由深處排放出來進入大氣中。然而甲烷造成溫室效應的能力其實更勝二氧化碳數十倍，此舉對環境有不小的負面影響。因此沼氣利用不但可以處理危害物質，還可以節省能源，是一舉兩得的策略。台灣目前已有多項利用沼氣發電的設施，較大規模者來自於台北市山豬窟與福德坑、台中市文山、高雄市西青埔四處垃圾掩埋場，都是因填滿關閉後，經數十年等待再鑿井開發成沼氣電廠，其中西青埔是目前沼氣蘊藏量最豐沛的一處；並由於較晚開發之故，所用設備反而較其他諸廠先進，是抽氣成效與發電效率最高者，所生電力約可供給高雄市13,500戶家庭使用。
氣化技術(gasification)是一種在超過攝氏700度的高溫且低氧的環境中進行的化學反應，將煤炭、生質物(biomass)、廢棄物…等，轉換成數種可燃氣體的混合物，主要成分為一氧化碳與氫氣，另外也有甲烷、氮氣、二氧化碳…等，由於這種混合物不但可做為鍋爐與發電機組的燃料，也可以再被當作原料用以生產柴油、塑膠等其他產品，因此被稱為「合成氣(syngas)」。以煤炭生成的合成氣來照明、煮炊、供應暖氣已有多年歷史、世界上多處可見，目前正在發展中的以廢棄物原料之技術，可以利用廢木材、廢塑膠、廢電子產品…等，與其直接將廢棄物掩埋或是焚化，氣化技術讓我們能進一步利用其中的能量。
位於奧地利Güssing的氣化電廠
圖片來源：
合成氣與沼氣雖然都由化學反應而得，然而合成氣是透過外部供應能量(加熱)的方式達到最適合的反應條件，不用經過數十年的等待時間。另外由於原料需經過分類與篩選，因此產物更加單純，做為其他物質的生產原料或是發電所需的後續處理較少，轉換效率也更高。以合成氣作為鍋爐輔助燃料的混燒發電系統，可以節省燃料成本、改善廢氣排放問題，並且以現有設備改裝的門檻低，荷蘭已有多座燃煤電廠採用，而美國、德國…等也正在發展中，目前全球的發展情況正由示範階段往商轉階段邁進。
合成氣與沼氣目前看來難以做為發電網路的基載電力，長期而言恐怕也不會以此做為發展目標，然而我們或許不應由此角度來批判。就像廢棄物衍生燃料(RDF-5)一樣，它們本質上可做為一種較進步的廢棄物處理方案，能大程度地降低汙染已有很重要的價值，再加上具備獨立供應能源或是與既有發電設施整合的優點，使得他們在自然環境永續經營策略中能夠有所貢獻。
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生質能源概論(八) -- 結語
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