【產業動態SNG】我國稻稈纖維酒精碳足跡分析
李文揚、詹明峯 (2015/10/20) 《台經月刊第38卷第10期》
自工業革命後全球人口由19世紀的十億人口增加至目前的70億人口,能源消耗由19世紀中葉的3 PWh增加至目前的150 PWh,在二氧化碳排放部分,也由19世紀初的0.2 Gt增加至目前的30 Gt。換言之,從19世紀到現在全球人口增加七倍,但傳統化石能源使用卻增加了50倍、二氧化碳排放增加則多達150倍(Hoffmann, 2014),因此再生能源發展在國際上日益受到重視。
生質酒精(Bioethanol)與生質柴油(Biodiesel)為目前最廣泛使用之替代液態燃料。生質酒精最常被用來作為汽車燃料替代品(燃料酒精)、辛烷值促進劑及運輸部門汽油混合添加物;酒精汽油(Biogasoline)即為利用生質酒精與汽油進行摻配之油品。在政府政策支持下,2011年全球燃料酒精產量約占全球生質燃料84%,替代8%汽油使用量,其中巴西取代50%、美國9%、中國2%及歐盟1% (REN21, 2011)。IEA (2011)更指出,預估2050年生質燃料使用量將占全球運輸燃料市場的27%,顯示生質燃料中長期發展趨勢已然確立;在全球車用汽油消費量大於柴油下,生質酒精在中長期仍具有一定之市場規模。
生質酒精在國外行之有年,推動中國家相當多,有已開發國家也有開發中國家,最具代表性的就是巴西和美國,亞洲則以泰國最為積極。近十年來,全球燃料酒精產量逐漸增加,根據F. O. Licht (2014)統計2013年全球燃料酒精產量約8,700萬公秉,占全球生質燃料76%,約取代10%汽油使用量,OECD/FAO (2013)預估2022年全球燃料酒精年產量將達1.67億公秉。
第二代生質酒精主要是以非糧食作物為原料來生產酒精,也就是以木質纖維素或纖維質作為生質酒精的原料,包括:穀類農作物廢棄物,如麥稈、稻稈、玉米稈等;以及農業、都市和建築廢棄物,如蔗渣、舊報紙、木屑、廢木材等;或者成長快速的纖維質作物,如芒草、狼尾草、柳枝稷等。雖然目前纖維酒精的發展仍有不少障礙,成本上仍無法和糖質或澱粉質為原料的匹敵,但其能源能量產出與二氧化碳減量效果皆較第一代生質燃料為佳,因此,已成為各國研發投入重點項目,本研究將運用生命週期評估軟體分析法,分析我國稻稈纖維酒精碳足跡。
我國纖維酒精生質料源潛能
本研究評估國內主要農業廢棄物,包含:竹子、稻稈、廢木材、香蕉假莖、玉米稈、蔗渣、狼尾草、蔬果與花卉批發市場廢棄物,其估算結果顯示國內主要農業廢棄物最大潛量約500萬噸(表1),以竹子220萬噸最多,稻稈160萬噸次之,估計國內以現有農業廢棄物可產製生質酒精最大潛能約96.0萬公秉。由於竹子與廢木材多數料源分布在深山中、香蕉假莖與玉米稈廢棄物散布在田間,料源收集較不易且需要大量人力,而狼尾草目前皆以飼料用為目的以青貯方式儲存或直接送往飼養場,若要用於產製生質酒精則需另外種植,因此在考量國內目前較易執行之情況下,主要以稻稈、蔗渣、廚餘、蔬果批發市場與花卉市場廢棄物為主,其生質酒精年產能約38.5萬公秉。
生質酒精、稻稈再利用、碳足跡分析、能源投入產出比、減碳效益、生命週期評估、再生能源政策、農業廢棄物利用、第二代生質燃料、溫室氣體排放
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