2007年9月12日 星期三

新興能源專欄:生質柴油市場與技術發展概觀

http://compotechasia.blogspot.com/2007/09/blog-post_6999.html

作者:謝志強/IEK產業分析師

在全球暖化與石油耗竭的趨勢之下,世界各國紛紛投入生質燃料技術發展與產業的建構,以減緩大氣中溫室氣體上升的速度並降低對石油依賴。在世界發展的潮流下,我國也不落人後。隨著政府的規劃,生質柴油的推廣與產業建構已逐步展開。自2004年開始,能源局與環保局陸續在16個縣市推動『生質柴油道路試行工作計畫』,由環保清潔車輛率先試用。2007年一月,高雄市在『能源作物綠色公車計畫』規劃下,公車開始使用生質柴油。

隨著緊接而來的『綠色城鄉(Green County)應用推廣計畫』於2007年七月底在桃園縣和嘉義縣市正式展開,我國生質柴油(Biodiesel)的發展也正式邁向另一個新紀元。


何謂生質柴油
生質柴油是利用大豆油、菜籽油、棕櫚油等植物油或動物脂肪油、廢食用油為原料,與醇類(甲醇或乙醇)經過轉酯化反應 (Transesterification reaction)所合成出一種可再生的環保油品,其主成分為長鏈脂肪酸甲酯 (Fatty Acid Methyl Ester, FAME)。生質柴油具有良好的環境效益,因為它可以在大自然環境中被生物分解,若不小心洩漏時較不易污染地面和水體。此外,使用生質柴油,可以減少引擎所排放的污染物,特別是二氧化碳與硫氧化物等溫室氣體的排放。

生質柴油並非新的替代能源。早在1989年,柴油引擎發明人,德國工程師 Dr. Rudolf Diesel,在巴黎博覽會上展示的全世界第一台柴油引擎就是使用花生油作為燃料。Dr. Diesel所設計之柴油引擎的理念,即是希望能夠使用植物油與礦物油等不同的油料作為燃料。他認為,若能大量使用農作物所提煉出來的油脂作為燃料,將有助於鄉村經濟的發展。然而,生質柴油的理念卻因為無法面對石化燃料探勘與開採技術疾速發展所帶來低價化石燃料 (fossil fuel)的競爭,因此失去舞台。直到最近,全球暖化等環保訴求和居高不下的原油價格,生質柴油再度找到可以發揮的舞台。

生質柴油的環境效益與使用優點
根據美國環保署所做的研究顯示,與石化柴油相比,使用生質柴油可以降低引擎尾氣中一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)與懸浮微粒(PM)等污染物的排放。此外,因為生質柴油主要使用能源作物和廢油脂為原料,所以生質柴油中所含之硫的比例遠低於石化柴油,因此可以有效降低燃燒廢氣中二氧化硫和硫化物的排放。
圖、Bioenergy Carbon Cycle示意圖

資料來源: Oak Ridge National Laboratory, ORNL
另外,從碳循環的角度來思考,生質柴油的製造與使用是存在於密閉的碳循環(Carbon Cycle)系統中。生質柴油燃燒後所產生的二氧化碳返回生態系統中,供能源作物行光合作用成長,可以避免大氣中的二氧化碳濃度持續上升。
除了具有環境保護的效益外,生質柴油還具有下列的優點:
* 閃火點(Flash Point)較石化柴油高,具有較好的運輸和儲存安全性。
* 具有較好的潤滑性能,可降低引擎系統磨損,延長使用壽命。
* 十六烷值(Cetane Number)較高,具有容易起動、燃燒均勻等良好的燃料性能。
* 無須更改車輛引擎即可直接添加使用,加油站也無須更改儲存與加油設備。
* 生質柴油以特定比例與石化柴油摻配使用,可以降低油耗、提高動力。
在種種的優勢之下,生質柴油成為現有的燃料中,最具銜接傳統石化燃料與尚未成熟的氫能等未來節淨能源科技之間的最佳替代燃料。

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