【專題探索】農業生質能之發展新契機
左峻德、蘇美惠、蔡璧 (2008/02/11) 《台經月刊第31卷第2期》
生質酒精發展濫觴
生質能源的基本觀念來自利用過程的二氧化碳淨排放被視為零，當植物行光合作用，吸收陽光、二氧化碳及水分後，產生氧氣，並促進了植物的生長；而後再將植物取之做為燃料，在產生能源利用的過程中，其所釋放的二氧化碳再回到大氣中，形成一個沒有增加二氧化碳淨排放的循環，因此生質能源被列為再生能源的一種。與生質酒精相比，石油不具自然循環，當其燃燒所釋出的二氧化碳會造成大氣中二氧化碳濃度增加。
包含能源作物、纖維素及廢棄物等由碳水化合物與木質纖維素所構成的生質，皆可做為生質酒精之生產原料。能源作物主要包括糖質甘蔗、甜高粱與甜菜，及澱粉質之玉米、大麥、小麥、馬鈴薯、木薯與甘藷等；纖維素包括蔗渣、玉米穗軸、芒草、稻草與稻殼、森林與農業殘留物、快速生長樹木鋸屑等；廢棄物包括廢紙、廢果汁、廢酒等。目前生質酒精生產工廠有兩種主要類型，分別為第一代及第二代。第一代生質酒精工廠主要以醣類與澱粉為原料，在美國與巴西已有許多工廠在運轉，技術已非常成熟；第二代生質酒精工廠主要以木質纖維素為原料，又稱為纖維酒精，目前只在商業化前示範工廠階段，尚無商業化工廠在運轉(Skott, 2006)，有關其製程之說明如附圖所示，迄今全球建造中或已運轉的纖維酒精示範工廠如表1所示。
附圖 纖維素酒精製程示意圖
表1 已運轉或建造中的纖維酒精示範工廠一覽表
由於生質能源之開發兼具農業發展、能源自主、環境保護與經濟成長等綜效，成為世界各國能源政策重要內涵。全球生質酒精年產量於2001年後開始大幅成長，2005年全球酒精生產量約為4,500萬公秉，其中飲料用約為680萬公秉、工業用約為360萬公秉及燃料用約為3,470萬公秉，作為燃料用酒精約占全部酒精生產量的77%(Omae, 2007)。至2006年全球酒精生產量已達5,050萬公秉，較2005年成長12%，其中3,880萬公秉用於燃料酒精（占76.7%，Crop Energies, 2007）。
2006年美國利用玉米產製酒精達1,838萬公秉，超越巴西成為全球最大生質酒精生產國，截至2007年6月止已有119家酒精工廠商業化運轉，尚有86家工廠興建中，預計可再提供約2,415萬公秉。巴西之產量亦達到1,700萬公秉，占該國車輛用油市場的25%，2006年生質酒精外銷量約為343萬公秉，其中輸往美國占52%(de Almeida, 2007)，預估巴西2010年酒精產量將增加至2,600萬公秉。其他國家如中國（385萬公秉）、印度（190萬公秉）、歐盟（270萬公秉）、泰國（35萬公秉），產量皆有日益增加現象(Biefuels Barometer, 2006; RFA 2007)。綜合而言，無論是已開發國家、或者是開發中國家，只要自然條件允許，都有開發生質能源之規劃。
有鑑於生質燃料成本與傳統化石能源相較仍屬偏高，在傳統化石能源未將影響社會環境之外部成本納入其成本計算時，生質燃料在導入市場初期之競爭力仍屬有限。為加速生質燃料推廣應用，各國多透過制定生質燃料發展目標、頒訂推動政策與獎勵措施，以支持生質燃料之發展。以國家能源安全為著眼點之美國，自2005年起積極推動生質酒精，甚至有25州立法禁用可能汙染地下水之甲基特丁基醚(MTBE)，而改以酒精替代做為汽油之增氧劑，但意外地整個生質酒精產業鏈受惠最大的竟然是玉米農民。因此本文將以美國為例，說明其國家為了發展生質酒精所設定之推動目標、相關配套措施及科技研發重點，以進一步思考我國從農業生質能角度發展生質酒精之可行策略與發展契機。
生質酒精、能源作物、農業轉型、再生能源、溫室氣體減量、能源政策、燃料替代、碳中和、能源自主、休耕地利用
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