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。


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。


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

汽車與生質燃料(五) -丁醇車與瓦斯車

2012 Honda Civic CNG,使用CNG的純瓦斯車。(圖片來源)


作者:歐陽孚 / 編輯:郭致廷、楊卓儒

前幾篇文章中,我們已經看過了能夠運用生質酒精生質柴油的車輛,然而這些並不是車用生質燃料的全貌。以下就讓我們來看看還有哪些可能的選項:


生質丁醇(Biobutanol)

酒精的正式化學名稱是「乙醇」,既然乙醇可以做為燃料,那麼自然會有人研究其他醇類,例如:甲醇、丙醇、丁醇…等作為燃料的可能性。而在這眾多研究中,丁醇是相當具有潛力的一種。

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!

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)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?