生質能源概論 ( 八 ) ─ 結語

作者： 歐陽孚 / 編輯：楊卓儒

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。

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生質能源概論 ( 七 ) ─ 生質柴油

作者：郭致廷 / 編輯：楊卓儒

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。

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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。

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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。

液面上的沼氣氣泡

圖片來源：

http://latimesblogs.latimes.com/greenspace/2008/05/

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。

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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

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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。

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生質能源概論（二）－ 替代能源的興起

作者：歐陽孚 / 編輯：楊卓儒

承續上篇所提，石化能源有儲藏量限制以及環境污染的問題。於是人們便開始尋找各種替代方案。其中，替代能源即是目前最受重視的解決方案。所謂的替代能源(alternative energy)是相對於石化燃料(fossil fuel)而言，因此若採用較廣義的解釋，石油以外的能量來源諸如生質能、太陽能、風能、水能、地熱能…等都應該屬於此類，然而通常使用這個詞彙時，我們常又賦予它「可再生」的涵義，也就是我們希望這種能源能夠永久提供能源，並經由自然過程不斷地補充，進而在人類有生之年不會有耗竭之時。倘若採用此種較嚴格的定義，則核能並不在討論的範疇之內。近年來比較受到重視的替代能源有太陽能、風能、生質能…等等。接下來，我們將逐段介紹前述三種替代能源的特點。

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生質能源概論（一）－ 石化能源的危機

作者：郭致廷 / 編輯：楊卓儒

前言

《BioEnergy Today –生質能源趨勢》這個部落格成立的宗旨，在於分享生質能源相關資訊，讓更多人能夠對生質能源未來的趨勢有更進一步的認識。秉持著這樣的宗旨，在分享相關新聞的同時，我們認為必須撰寫概論性文章，從基礎知識開始，有系統的介紹現今生質能源產業，讓沒有相關背景的讀者也能掌握生質能源產業的脈絡。有鑑於此，BET團隊撰寫了一系列文章：《生質能源概論》。

《生質能源概論》一文預計分成七個章節，從人們尋找替代能源的動機部份開始，緊接著說明生質能源在替代能源中的優勢以及生質能源的分類，最後以四篇專文，依生質能源的利用方式做分類，深入介紹固態廢棄物衍生燃料、生質酒精、生質柴油與合成氣。我們期望能夠以深入淺出的文字敘述，建立讀者對於生質能源的基本認識。

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